9 防静电措施

9.1 一般注意事项

1) 环境

使用半导体设备的作业环境中,静电级别一般以 100[V] 以下为标准。因此,不要在作业场所中放置容易产生静电的物质,并需要在干燥期进行加湿。

2) 作业

在作业现场,请勿使用化学纤维和塑料等容易带电的绝缘物质,而应使用导电物品。
特别在使用不耐静电的半导体设备时,除了使用防静电材料或放入导电容器进行保管,穿戴防静电工作服和导电鞋,同时也要根据需要,安装加湿器和除静电器。

3) 定期检查

请定期确认防静电措施的效果。
请定期检查工序的静电产生量、设备、夹具、防静电手环接地线的断线、除静电器的除电能力。尤其是除静电器,如果不按照使用说明书对针头定期进行清扫和更换,其除电能力会降低,敬请注意。

9.2 作业时的防静电措施

1) 设备、夹具

将试验机器、传送带、作业台、地板垫布、工具、焊锡槽、焊烙铁等进行接地,以免静电积聚。

使用导电作业台,并用未进行涂装处理的铜质金属板和导电垫布等覆盖,地上铺设导电地板或导电垫布,并分别进行接地。

使用具导电性的平板车和椅子并接地。移动平板车等请使用金属链或导电带与导电地板接地。

请使用导线型防静电手环并进行接地。无线型不去除带电电位,人体仍残留 200[V] 左右的电荷。
对防静电手环进行接地时,不要使用鳄口夹和弹簧夹固定在地线上,而应使用防静电手环专用的接地夹具。如果使用鳄口夹每次将裸铜线插入接地,时间长了裸铜线的表面会发生氧化,使其无法充分发挥效果。

请根据需要使用加湿器。
湿度在 30~40% 以下时,静电会急剧产生。因此,作为半导体设备的作业环境,湿度应保持在 45% 以上为宜。
穿着人造革鞋在地毯上行走的人体带有相当数量的静电,以下显示了其相对于湿度的变化示意图,以及产生环境下静电产生量与湿度之间的关系。

此外,根据美国国防部手册:DOD-HDBK-263,不同环境下静电产生量与湿度的关系如下所示。

使用加湿器时,建议使用纯净水,以防止引脚端子生锈。使用自来水时,请通过煮沸等除去会引起生锈的氯气后使用。
半导体设备常用的塑料包装袋,多采用环氧基类树脂,容易吸湿,在高湿度环境下保管会导致其特性变差,引脚端子易生锈。防潮包装品尤其容易受到影响,敬请注意。

请根据需要使用除静电器。
使用除静电器以中和产生的静电时,应考虑除静电器的有效中和范围,并在安装后固定主体以免方向发生变化。
此外,使用脉冲 DC 方式和脉冲 AC 方式的除静电器时,请根据与除电对象物体之间距离,设置合适的频率。
为了保持除静电器的除电性能,通常需采取如下所示的定期确认和定期维护。

<定期确认>

  • 确认除静电能力
  • 确认离子平衡

<定期维护>

  • 电极针的针头清扫(每月 1 次,使用酒精清洁针头)
  • 定期更换电极针(根据针头材质,每 1 年或 2 年更换)

詳細は、ご使用のイオナイザーの取扱説明書ご確認いただき、不明な点はメーカーにお問い合わせください。

2) 作业人员

作业人员请穿戴防静电工作服和导电鞋,并使用防静电手环等进行人体接地。
请戴上手套,避免徒手触摸半导体设备。
鞋的电阻值通常在 100[KΩ]~100[MΩ] 为佳。另外,由于鞋底和地板的脏污会造成电阻值变化,使除静电效果降低,因此请定期进行清扫。

3) 作业方法

请使用半导体专用烙铁,并将烙铁头接地。
安装半导体设备时,请尽可能减少和缩短同一设备的操作次数和操作时间,短时间作业可防止半导体设备遭到损坏。

9.3 安装后的防静电措施

1) 保管

对安装半导体设备后的 PCB 基板进行保管和搬运时,请收纳在有导电性的袋子或容器中。另外,请使用铝箔或基板短路棒等对 PCB 基板的连接器进行短路处理。

2) 操作处理

对安装半导体设备后的 PCB 基板进行处理时,请使用防静电手环等将人体接地。与安装半导体设备时一样,处理 PCB 基板时请充分小心静电,在安装和拆卸连接器时,请务必切断电源后进行。

9.4 人体保护

作为防静电措施非常有效的人体接地装置,在作业人员触电时,人体将面临超出平常的危险。人体接地装置必须同时考虑防静电措施和人体保护这两方面。
通常,为了保护人体,会在人体和接地间串联接入电阻,但如果电阻值大,接地防静电效果就差;而如果电阻值小,则作业人员触电时会产生大电流,人体会面临危险。
一般情况下,人体和接地间的电阻值在 250[KΩ]~1[MΩ] 为佳。
市售的防静电手环通常也内置相同数值的电阻。

9.5 半导体设备的静电破坏模型

实际施加到半导体设备上的静电具有多种模式,而且每次的脉冲宽度也各不相同。
为了定量规定半导体设备的破坏耐量,目前已按国际标准规定了静电破坏模型,下列 1)到 4)为常用标准。

1) 人体带电模型(HBM:Human Body Model)

假设带电人体接触半导体设备,从人体向半导体设备进行放电的模型。
对C=100[pF] 容量施加电压进行充电,切断电源后,通过放电电阻 R=1.5[kΩ] 将容量积聚的能量向半导体设备放电。将半导体设备劣化时的施加电压视为静电破坏电压。

2) 机器模型(MM:Machine Model)

假设装置容量中的带电能量向半导体设备放电的模型。由于得到 JEITA 标准(旧 EIAJ 标准)的采用,所以也称为 JAPAN 模型,现在已降级为参考标准。
对 C=200[pF] 容量施加电压进行充电,切断电源后,通过放电电阻 R=0[Ω] 将容量积聚的能量向半导体设备放电。将半导体设备劣化时的施加电压视为静电破坏电压。

3) 设备带电模型(CDM:Charged Device Model)

该模型假设半导体设备与夹具等摩擦、接近带电物体后带静电,与引脚端子连接的芯片等内部零件带电,然后由引脚端子向外部放电。
在半导体设备的引脚端子和封装间施加电压使内部带电,切断电源后,通过放电电阻 R=1[Ω] 由引脚端子向 GND 放电。将半导体设备劣化时的施加电压视为静电破坏电压。

4) 封装带电模型(CPM:Charged Package Model)

该模型假设半导体设备的封装受高电场影响发生感应带电现象,从引脚端子向外部放电。
对半导体设备的封装施加高电压使其感应带电,通过放电电阻 R=0[Ω] 由引脚端子向 GND 放电。将半导体设备劣化时的施加电压视为静电破坏电压。


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