ESD 现场管理实务问答--定有你想了解的知识
55、问:电子元件做成的静电袋是由何种材料做的?它工作在正极性还是负极性条件下?
答:有几种类型的静电袋:屏蔽(内嵌金属,外附金属,蒸气屏蔽),防静电和导电性的。大多数通常采用的“静电”或静电放电袋是一个屏蔽袋,具有上述三种特性。屏蔽袋有一层金属,通常是铝(与铝箔相似),具有法拉第笼效应的“屏蔽”作用。静电放电屏蔽袋有以下几个特性:
机械(内部有机械部件)
电子屏蔽:(法拉第笼)以使电流(电压泄电)或透过膜片的静电放电最小。因此可以保护其内部不受静电放电干扰。
防静电:非摩擦充电,或禁止通过接触和分离产生的静电,也就是说,当物体在静电袋里四处运动。当在地板
上行走,碰到金属物体,比如门的把手,将感到产生的静电火花放电的攻击(在地毯上行走时)。
导电性:允许电荷移动或表面的电荷可以移动到较低的或较高的电位,也就是说,当你将表面连接到接地点(零电位)。最好选用具有静电放电性质的导电材料(105—1010),超过1011的绝缘性极好的材料和任何导电性差的材料不宜采用。
典型的屏蔽袋由以下几部分组成:
聚酯(0.0127毫米厚)
聚酯材料上沉积铝(10—25埃,1埃=10-10米)
聚乙烯(0.0635毫米)
56、问:冬季,在距计算机17——20英尺远的地方发生的静电放电使其重启动。你听说过吗?(是否有相关数据来证实在远处的静电放电会损坏有关设备?)如何来解决这一问题呢?
答:A、活动着的人经常带有大量的静电,可以通过铺防静电放电地板和穿防静电鞋来得以解决。
B、导电表面可以给快速的高能泄电提供通路,可在每个导电表面上铺静电损耗垫子和喷覆涂层,并将其可靠接地。
C、干燥的环境,会进一步增加静电放电的危险,可对主要部分控制好湿度或采用空气离子束。
产品解决:使用静电损耗性和效果更佳的防静电地板整理剂,或对所有易受干扰的地方进行涂层保护。建议使用有良好抗静电特性的无锌地板整理剂,将其和防静电鞋(比如静电放电系统专用的型号为24802的防静电鞋)。这两种产品配合使用将大大减小摩擦电荷,在静电电击过程中可能是比较重要的因素之一。对所有非损耗表面应用典型防静电材料,用损耗材料替换所有导电表面(104),或者是用损耗性材料覆盖导电表面,即采用型号T2或型号L地板垫子材料。确保所有导电表面和操作人员(防静电鞋、防静腕等等)均接地。对导电表面采用较高电阻的材料,这样在静电放电中可以使转移的能量最小,同时可以减小或消除电磁干扰。
57、问:在晶片加工过程中,电路晶片
答:首先需要使半导体材料的曝光时间最小,使其达到很高能量的电子脉冲。高集成度微电路的晶片就像其他的封装芯片一样,能敏感地接收高能脉冲。金属衬垫可以更小点不易触碰。但如果带电导体对微型衬垫之一进行放电,且在两个点间传输电流或存在电势差,附近的半导体材料可能会遭到损坏。我们知道 ,但应用静电放电的逻辑和敏感半导体材料(针对某种设备),当两者结合时,可能会引起产品数量的降低或质量低下,进而使生产线效率降低。
58、问:不同型号的ESD地板垫子之间有何区别(即橡胶、乙烯树脂、3层板、聚丙烯纤维、迭层绝缘板等等。)?它们可用于哪种环境中,价格怎样?
答:选择垫子材料,有以下几个因素:
首先要明确应用场合,垫子上是否焊线,是否将其用于恶劣的化学环境,落下强度,是用于地板还是工作台面?垫子电阻的内部参数是什么?只要考虑好了以上这些因素,以后的事情就会变得很简单。你打算给多少工作台铺垫子?或者是想铺多少平方英尺的垫子?是永久性的还是暂时性的?云母和玻璃纤维增强塑料可作为永久的覆盖物或作为汽车垫子材料。橡胶垫子具有良好的耐热性和耐化学腐蚀性,乙烯树脂更有效。你需要抗疲劳材料还是不需要呢?你需要与电子部件配合很好的地板垫子用具吗?或者你想按需要分割地板垫子吗?最后,你想要什么颜色?如果清楚这些问题,你就会正确作出选择。
59、问:如果你有一辆大卡车,它带有印刷电路插件支架,且放在没有静电放电的车库里。而你还是必须戴好防静电腕,并用锷鱼钳连到香蕉插头上。
1. 下面两点可行吗?或者是两者都没作用?
A、 将防静电腕的电缆线连到与计算机装配支架相同的卡车搁板上,确保在进行操作前,使你与卡车搁板处于同一电位。
B、 在防静电腕电缆的末端,将锷鱼钳接到一接地盒,然后把手放在搁板上,计算机装配架以获得等电位,开始检查装配架。
2.用锷鱼钳不好吗?如果,有何害处?
答:当在电路装配台上工作时,将防静电腕接到与与汽车外壳相似的机架上会有一定的好处。但必须严格按以下要求来做:装配台必须导电(<1011),机架也需导电且连接到整个车体,防静电腕接至车体的连接点与这个电路相接。困为接触阻抗,接地完整性,摩擦起电和静电感应问题,不宜通过手将车体接地。车体非导电部分也可能具有电场(轮子,车箱等等),因此当你恰好在处理静电放电敏感部分之前松手的话,就有可能在车体导电部分对侧引起电荷分布不平衡。
将静电腕上的锷鱼钳接到公共接地点(CPG)是没有害处的。在使用前,你应从机械和电子两方面来检查连接的质量好坏,确保在锷鱼钳与公共接地点间具有良好的电气搭接,断开力(机械完整性)大于或等于1磅,小于整个5磅的拉力。
60、问:将静电放电地板系统连到房屋照明保护或接地系统上,这样做对吗?
答:我们强烈建议将静电放电接地系统与房屋照明保护地系统连接到一起。典型地,照明接地系统具有到地的直接且单独的路径,且没有突然的导线转折角。当照明中断时,这条路径上将会有很大的电流脉冲,如果静电放电接地系统也在这条路径中,务必使照明接地电路与房屋/大地接地电路隔离开。他们可在同一点相连接到房屋外面的8英尺长的接地杆处,但路径应相互独立。应由专业的电气技术人员检查,同时管理好电气代码。
61、问:我们有一10000级的洁净帐篷,在其内部,我们打算建造一个探究太空的装置。这个装置是依据光学原理设计的,对粒子和除气作用十分敏感。帐篷内还有大量的电子,我想知道清洁室和静电损耗要求下应使用的最好材料是什么?
答:清洁室内使用的最好材料是型号L的地板垫子材料。每卷宽0.60cm,长122m,在清洁室要求下,腕套应用来连接地板垫子,这些材料均可从有关厂商订货。
62、问:我们发现了磁疗的作用。在工作中,我们处于静电放电的环境中,工作服、鞋袜、腕套、椅子、离子发生器、几乎所有的东西都带静电。我们想知道穿这些内有磁性鞋垫的鞋是否将损坏生产的成品。我们在空气室里安装了电子传感器元件,磁疗对如此多的人起作用,因此我们不愿放弃。任意信息将会大大地得到重视。对吗?
答:你所说的具有磁疗作用的鞋垫不会干扰静电放电程序。仅有的一个例外是:如果电极头处的磁场很强,你的脚又十分缓慢地移过一低阻抗导体,那么你就会产生出电流,如果能量不能泄放掉的话,便会引起故障,时间一长的话就会使泄电积累到相当高的水平。
63、问:在通过MIL-883模型后,我们发现了一个不同的情形,当屏蔽元件从屏蔽袋内移走时,它会被静电放电损坏。我也正在查找这方面的书籍,即在静电放电袋里的元件在保护状态下工作时,其引线需剪短。如何解释这一现象?
答:当屏蔽元件从屏蔽袋里移走时,它可能损坏。产生的静电可以对一个物体充电(就象屏蔽袋里的元件一样),可以在移动过程中产生静电放电问题。在订购屏蔽袋时你需要指明抗静电的特征参数。抗静电指的是材料所表现出来的摩擦充电行为。
64、问:我正努力寻找可与MIL-W-80标准相符的公司,这是一个与静电损耗性丙烯酸纤维或丙烯酸涂层相关的1966 MIL标准。请给予详细说明。
答:MIL-W-80指的是片状或带状的固体物质,不能应用到地板涂层上。地板涂层也与几个工业公认标准(ANSI/ESD-S7.1地板涂层表面阻抗的标准,AATCC TM-134-1979是地板涂层产生静电的标准,FTMS 101C,M-4046是地板涂层的电荷衰减标准)相符。
65、问:我的公司生产计算机,其可靠性测试之一是静电放电。测试时所采用的标准是IEC-810-4 L3,空气:8kV,搭接电压:6kV。但我们想卖给美国加州的一个购买单位。请问用来测试时的静电放电电压有多少千伏?
答:在测试静电放电敏感性时,所采用的测试方法有以下三种:
1、 人体模型(+4000V和-4000V的电压波形,0和500的负载)
2、 充电元件模型(可达到2000V的电压波形)
3、 机械模型(+400V和-400V的电压波形,0和500的负载)
这包括了电压极限在内,注意根据不同的负载阻抗,会有不同的波形需求。在美国万宝路,麻萨诸塞州,在罗马,纽约的静电放电协会,这些标准对静电放电系统是有效的。
66、问:我有一个干粉灭火器,当粉末被一螺旋状的传送装置向上挤时,它会通过一金属探测器注入到一直径15.2cm,长91 cm的不锈钢管中。当消防人员一接触灭火器的盖子时就会发生静电放电现象。我们努力将所有金属部分连接到同一单点接地点,而且在地板上放置一抗静电垫子。消防人员全身着全棉服装,这样就可到处走动且不需带腕套,对此还有什么好的建议吗?
答:当干粉通过不锈钢管并注满灭火器时,干粉和灭火器正在产生摩擦电。操作人员最可能感觉到静电泄电是由于这个过程引起的。你可试着将所有金属部件与单点接地点(CPG)连接,并使用抗静电地板垫子。你已经采取了一些重要的静电放电控制程序,但仍没有解决你的问题。你需要检查以下几点:
1、 灭火器封盖应导电用与同一单点接地点连接。
2、 灭火器壳体应是导电的,也要与同一单点接地点连接。
3、 如果上述两者均不导电,那么就应该考虑使用电离。
4、 抗静电地板垫子可以是导电的也可以是损耗性的,并且应连接到同一单点接地点。
5、 所有操作人员都应穿一双2M的防静电鞋,且与导电接地垫子相连,这样他们就不会在灭火器的封盖处成为静电放电事件的激励源。
只要按上述步骤来正确执行,你的问题就应得到控制。
67、问:最近,我用两块带有不同电荷的金属板(一块较小,一块较大且规则),即电荷板分析仪检验离子束,在同一区域及离子束间距两种方式下进行读数取样,发现较小的一块大约6V左右,而较大的一块示值为-8V。当尽力使离子束间距一样时,我该取哪一个值?当检测金属板时的读数显示为+/-X伏时,这是代表总体电压的X%或是与正在检测的电荷有关呢?(例如,1500V的1%或 8V的1%?)
答:首先,对电荷板分析仪的两个分块分别进行检查,从而将其校准以确保它的准确性。其次,检验测量精度的产品说明书。第三,电荷板面积可以不同。离子束沿其轴向长度有几个发射源,确信你在同一距离且覆盖同一区域。如果发射源是直流的,且每隔一英寸其极性改变一次,你所进行的测量会由于电荷板的位置不同而受到影响。精确度应与电荷板测量出来的电压读数有关。检查产品数据图以确认它可应用到你的单元电路中。
68、问:工厂生产车间的地板多数都铺有一层静电损耗性瓷砖,但也有一些角落未铺。地板是混凝土结构的,我想知道这种办法是否具有足够的损耗性?在地板上涂上一层诸如导电蜡之类的导电涂层会起作用吗?
答:单独的混凝土不会形成完整的静电放电地板。即使在地板上,地下水可以通过渗出口渗出,从而使混凝土导电,但总有一些干湿不一致的地方。很显然,导电蜡是有用的,我们最好将导电蜡视为地板的涂层,因为涂层里没有蜡,蜡是绝缘的。在地板上涂蜡前,你应将混凝土地板掩盖严实以避免水引起的粘接不良问题,同时这也能增加地板涂层的覆盖度(通过减少地板的孔隙度)。其他的解决方案有:给混凝土地板涂上一层导电漆;用导电瓷砖或地板垫子;铺导电地毯或划分出一块区域作为非静电放电安全区。
69、问:我对防静电鞋很感兴趣,但不清楚静电放电地板必须具备的东西或者是说明书。如果要试地板的静电放电可塑性,必须采取什么措施,请给出一些建议,另外,地板满足要求的具体实施方案是怎样的呢?
答:根据标准EIA-625,静电放电地板的电阻应大于105且小于109。静电放电协会有一个试行标准ESD DSTM54.1-1997,在测量电阻时,它将地板材料及鞋类物品归并在一起。这实际是一种测量方法,没有规定或建议工作在阻性区间。事实上,为了测试地板,标准ANSI/ESD-S7.1-1994有明确的测试方法,即用两个五磅的探针驱动10V或100V的电压。使用的仪器是41273型号的,专门在做这种测量时使用。
70、问:CMOS集成芯片在经受严重静电放电的泄电冲击后,其可靠性会降级吗?
答:如果泄电的路径包括CMOS器件输入(针可焊点)端之一时,那么剧烈的静电放电将会使CMOS单元电路产生不稳定现象。这会使相关元件的寿命缩短且会产生间歇的故障。你可以切开有故障的元件封装,并将其放在高倍显微镜或扫描电子显微镜下,你就可看到已损坏的区域。
71、问:无线静电放电保护指的是什么?
答:唯一适用的迫使空气电晕放电进而离子化的措施可广泛用作“空气离子发生器”。静电放电系统有好几个模型供选择,唯一取消的是放电时间,它取决于电荷泄放速率,空气流通速度和接近度最多接近于2秒,在产品生产期间急需保护的措施,但是在使用接地的腕套和静电放电地板垫子,第二种保护措施也是可行的。
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