File esd eos training

Đây là tài liệu đào tạo cơn bản về ESD EOS......................................................................................................................................................................................

20-6-2023

ESD & EOS Training

编译 : Lion Lee

L i nói đ u ời nói đầu ầu

2

- Ngày nay, khi công ngh s n xu t và s d ng linh ki n bán ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ản xuất và sử dụng linh kiện bán ất và sử dụng linh kiện bán ử dụng linh kiện bán ụng linh kiện bán ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán

d n ra đ i, Con ng ẫn ra đời, Con người càng quan tâm đến vấn đề phòng ời, Con người càng quan tâm đến vấn đề phòng ười, Con người càng quan tâm đến vấn đề phòng i càng quan tâm đ n v n đ phòng ến vấn đề phòng ất và sử dụng linh kiện bán ề phòng

ch ng tĩnh đi n, s c đi n ống tĩnh điện, sốc điện ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ống tĩnh điện, sốc điện ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán

- Đây là nguyên nhân chính phá h y các linh ki n bán d n ủy các linh kiện bán dấn ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ất và sử dụng linh kiện bán

Gây thi t h i hàng t đô la m i năm ESD có th s y ra nhà ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ại hàng tỉ đô la mỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ỉ đô la mỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ể sảy ra ở nhà ản xuất và sử dụng linh kiện bán ở nhà máy, quá trình v n chuy n, nh n hàng, IC, b ng m ch TV v i ận chuyển, nhận hàng, IC, bảng mạch TV với ể sảy ra ở nhà ận chuyển, nhận hàng, IC, bảng mạch TV với ản xuất và sử dụng linh kiện bán ại hàng tỉ đô la mỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ới

nh ng h h ng ti m n không th th y đ ững hư hỏng tiềm ẩn không thể thấy được ư ỏng tiềm ẩn không thể thấy được ề phòng ẩn không thể thấy được ể sảy ra ở nhà ất và sử dụng linh kiện bán ược c.

- - M t ch c năng ho t đ ng sai trong linh ki n ho c board có ức năng hoạt động sai trong linh kiện hoặc board có ại hàng tỉ đô la mỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ặc board có

th s y ra ngay t c kh c ho c ph c t p thì có th kéo dài ể sảy ra ở nhà ản xuất và sử dụng linh kiện bán ức năng hoạt động sai trong linh kiện hoặc board có ắc hoặc phực tạp thì có thể kéo dài ặc board có ực tạp thì có thể kéo dài ại hàng tỉ đô la mỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ể sảy ra ở nhà

t i 1 tu n, tháng ho c có khi c năm tr ới ần, tháng hoặc có khi cả năm trước khi có thể dự ặc board có ản xuất và sử dụng linh kiện bán ưới c khi có th d ể sảy ra ở nhà ực tạp thì có thể kéo dài

đoán ra h h ng và gây ra l i th tr ư ỏng tiềm ẩn không thể thấy được ỗi năm ESD có thể sảy ra ở nhà ị trường ười, Con người càng quan tâm đến vấn đề phòng ng.

- Trong môi tr ười, Con người càng quan tâm đến vấn đề phòng ng s n xu t, n u làm t t vi c phòng ch ng ản xuất và sử dụng linh kiện bán ất và sử dụng linh kiện bán ến vấn đề phòng ống tĩnh điện, sốc điện ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ống tĩnh điện, sốc điện tĩnh đi n, s c đi n, chúng ta s ti t ki m đ ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ống tĩnh điện, sốc điện ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ẽ tiết kiệm được chi phí sản ến vấn đề phòng ệ sản xuất và sử dụng linh kiện bán ược c chi phí s n ản xuất và sử dụng linh kiện bán

xu t, chi phí b o hành và nâng cao ch t l ất và sử dụng linh kiện bán ản xuất và sử dụng linh kiện bán ất và sử dụng linh kiện bán ược ng cho s n ph m ản xuất và sử dụng linh kiện bán ẩn không thể thấy được.

Ph n A: Phóng Tĩnh Đi n ầu ện

(Electro Static Discharge – ESD)

3

ESD Trainin

Tĩnh điện là gì ? (Static Electricity)

Ví Dụ:

I Định nghĩa về ESD

Tĩnh điện là Điện Tích được tạo ra khi có sự chênh lệch điện tích của 2 vật mang điện tích ( - ) và ( + ) do có sự ma sát và chạm giữa các vật thể trong lúc vận chuyển

ESD Trainin

ESD Trainin

Đi n tích không cân b ng trên b m t đ ện ằng trên bề mặt được sinh ra do cảm ứng ề mặt được sinh ra do cảm ứng ặt được sinh ra do cảm ứng ược sinh ra do cảm ứng c sinh ra do c m ng ảm ứng ứng

Sự phóng tĩnh điện là gì ? (Discharge)

Là sự di chuyển của lượng điện tích tích điện của 2 điểm, hoặc 2 vật gần nhau hoặc tiếp xúc trực tiếp

I Định nghĩa về ESD

ESD Trainin

g

Sự phóng tĩnh điện là gi? (Discharge)

Là sự di chuyển của lượng điện tích tích điện của 2 điểm, hoặc 2 vật gần nhau hoặc tiếp xúc trực tiếp

I Định nghĩa về ESD

Click to view

ESD Trainin

ESD là gì ?

- ESD (Electro Static Discharge): Hiện tượng phóng điện do tĩnh điện từ một vật này sang vật khác khi lượng điện tích tích tụ trong 2 vật

khác nhau đạt đến một ngưỡng nhất định.

Sự phóng điện từ người và núm cửa

Ví Dụ: Một người đi qua một tấm thảm và sau đó chạm vào một vật kim

loại như là núm cửa hay ngăn tủ Sự va chạm được cảm nhận tại điểm tiếp

xúc và biểu hiện bằng một tia sáng nhỏ kèm theo một âm thanh “ rắc rắc”

I Định nghĩa về ESD

ESD Trainin

g

ESD là gì ?

- ESD (Electro Static Discharge): Hiện tượng phóng điện do tĩnh điện từ một vật này sang vật khác khi lượng điện tích tích tụ trong 2 vật khác nhau đạt đến một ngưỡng nhất định.

Ví Dụ: Phóng điện từ đám mây xuống mặt đất, hoặc và cây cối, cột ăng ten ( sét đánh ) Để han chế người ta dùng cột thu lôi

I Định nghĩa về ESD

Cây bị sét đánh trúng

ESD Trainin

Tại Sao phải chống tĩnh điện?

Hư hỏng do ESD làm ảnh hưởng trực tiếp đến thương hiệu và lợi

nhuận của công ty, ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm.

Tuy nhiên, đối với một sự đầu tư nhỏ về thời gian, nguồn nhân lực và thiết bị Ta hầu như có thể loại bỏ những vấn đề do ESD gây ra

Những lợi ích xác thực bao gồm như:

• Tăng sản lượng sản xuất

• Ít rework và tồn kho.

• Giảm chi phí sản xuất.

• Giảm lỗi thị trường và chi phí bảo hành.

• Nâng cao chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm.

• Kết quả kinh doanh thuận lợi với lợi nhuận cao hơn.

• Ngăn ngừa IC, linh kiện bán dẫn bị hư hỏng do ESD.

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

g

Tĩnh điện phát sinh khi nào?

- Khi có sự ma sát giữa 2 vật với nhau, tạo ra mất căn bằng electron

trên vật và do đó tích điện

Ví dụ: Giữa nhựa, vỏ bao nilong chà vào len, quần áo đi ngoài trời

Vv…

- Khi độ ẩm không khí càng thấp thì khả năng phát sinh tĩnh điện

càng cao

Nguồn phát sinh tĩnh điện Độ ẩm 10-20% Độ ẩm 65-90%

Đi lại trên nền nhựa etylen 12,000V 250V

Làm việc ở bàn làm việc 6,000V 100V

Trên ghế làm việc có tấm mát 18,000V 1,500V Phát sinh tích điện trên cơ thể người

Tương quan giữa độ ẩm và điện thế tích điện

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

Điện tích âm -

+

Điện tích dương

Tay người Lông thỏ Thủy tinh Mica Tóc người Nylon Len Lông thú Than chì Silk Nhôm Giấy COTTON Thép Gỗ

Đá hổ phách

Xi sáp gắn Nickel, bạc Vàng, platinum Sulfur

Acetate rayon Polyester Celluloid Silicon Teflon

Tích điện giữa quả

bóng và

tóc người

Tính chất tích điện của vật liệu

Một vài vật liệu dễ dàng bị mất electron trong khi vật khác thì có khuynh hướng nhận thêm electron Hình bên cạnh theo thứ từ trên xuống khả năng tích điện từ Dương tới Âm đúng với ảnh hưởng của điện ma sát.Như ta thấy, Cơ thể người sẽ tích điện dương khi ma sát với vật khác ví dụ thấp hơn là polyster, do truyền electrons từ người tới vật liệu polyester

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

1 Tấm thảm tích điện

2 Điện tích truyền vào người

Quy Trình Phóng Tĩnh Điện

3 -4 Phóng tĩnh điện

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

Chất nào có khả năng chống tĩnh điện?

- Đó là những chất có cấu tạo đặc biệt không tạo ra tĩnh điện hoặc có nhưng rất thấp khi bị ma sát, có khả năng tiêu tán điện tĩnh

- Vd: Nhựa acryl ( dùng làm bao ni lông cách điện, các hộp nhựa đựng

IC ), gỗ, carton có phủ lớp cacbon đen, các tấm mát chống tĩnh điện.

Magazine chứa PCBA Hộp nhựa có pha cabon Tấm Mat Chống Tĩnh Điện

II Nội Dung về ESD

Túi chống tĩnh điện

ESD Trainin

g

Nh ng ki u phóng tĩnh đi n ESD ững kiểu phóng tĩnh điện ESD ểu phóng tĩnh điện ESD ện

Có 3 kiểu chủ yếu:

1 Cơ thể con người ( Human body mode )

2 Máy móc, thiết bị đo ( Machine Mode )

3 Những dụng cụ, thiết bị tích điện ( Charged Device mode )

Những kiểu ESD được định nghĩa theo mô tả về sự ảnh hưởng của nó lên thiết bị nhạy cảm với tĩnh điện

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

Nh ng ki u phóng tĩnh đi n ESD ững kiểu phóng tĩnh điện ESD ểu phóng tĩnh điện ESD ện

Về cơ bản cơ thể con người bao gồm tụ điện cơ thể nối tiếp điện trở cơ thể Điện tích được tích trữ ở tụ điện cơ thể và phóng điện qua điện trở cơ thể Kiểu được sử dụng để

mô phỏng kiểu này gọi là HBD

Rb

^ o o

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

g

Nh ng ki u phóng tĩnh đi n ESD ững kiểu phóng tĩnh điện ESD ểu phóng tĩnh điện ESD ện

Loại phóng điện này tương tự phóng điện như ở kiểu cơ thể người(HBM) Kiểu ESD này bao gồm 1 tụ điện 200pF xả trực tiếp vào linh kiện mà không qua điện trở nối tiếp.

2 Machine model

II Nội Dung về ESD

Mạch điện kiểu Machine model

ESD Trainin

Nh ng ki u phóng tĩnh đi n ESD ững kiểu phóng tĩnh điện ESD ểu phóng tĩnh điện ESD ện

3 Thiết bị tích điện ( Charged device model )

Việc truyền điện tích từ một thiết bị, dụng cụ nhạy cảm tĩnh điện cũng là một trường hợp ESD Một thiết bị có thể được tích điện ví dụ như feeder trong máy láp ráp tự động trượt xuống và tiếp xúc với đầu cắm hoặc vật bằng kim loại khác thì phóng điện có thể xuất hiện nhanh chóng từ thiết bị tới vật kim loại Trường hợp này được xem như kiểu Charged Device

II Nội Dung về ESD

Mạch điện kiểu Charged Device Model

ESD Trainin

Độ ẩm thấp ( Trong điều kiện nóng và khô )

II Nội Dung về ESD

ESD Trainin

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

1 Nối đất

2 Tăng cường độ ẩm

3 Sử dụng vật liệu chống tĩnh điện để chứa linh kiện nhạy cảm với tĩnh điện.

4 Sử dụng những dụng cụ khử ESD

5 Giảm độ, hạn chế ma sát

5 Biện Pháp ngăn ngừa chống tĩnh/phóng điện

ESD Trainin

g

- Nối đất là phương pháp dẫn điện tích xuống đất Đất là nơi hấp thụ điện tích rất lớn.

- Trong tiếng anh gọi là Ground và được viết tắt là GND

Có hai kiểu nối đất chính:

- a Nối đất thiết bị

- b Nối đất ESD

1 Nối Đất

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

ESD Trainin

Power ground sử dụng để ngăn ngừa dòng điện dò phát sinh ra vỏ thiết bị làm hư linh kiện hoặc gây điện giật cho con người Điện tích rò ra vỏ sẽ theo đường Power ground xuống đất.

a Nối đất Thiết Bị ( Power Ground )

Hệ thống dây nối đất cho các thiết bị điện

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

ESD Trainin

g

Nối đất ESD để ngăn ngừa xảy ra tĩnh điện ở người và bề mặt bàn làm việc, xe đẩy PCBA, Điện tích sẽ theo dây nối đất ESD xuống đất ngăn ngừa xảy ra phóng tĩnh điện khi làm việc với linh kiện bán dẫn

b Nối Đất ESD

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

ESD Trainin

Vấn đề dùng chung dây nối đất ESD và dây nối đất thiết bị

- Không được phép kết nối dây Mát ESD và dây Mát thiết bị lại với nhau Phải tách biệt Mát ESD và Mát thiết bị.

- Thông thường thì dòng điện không chạy theo đường Mát thiết bị, tuy nhiên do nguồn thiết bị không được cách ly hoàn toàn, hoặc

hư hỏng thì dòng điện sẽ rò ra vỏ và chạy theo đường Mát thiết bị Nếu Mát ESD nối chung với dây Mát thiết bị thì dòng điện sẽ theo đường Mát ESD làm cho người sẽ bị điện giật.

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

ESD Trainin

g

Nối đất cho người

mang dây tiếp đất E-ring hay còn gọi Wrist strap hoặc

Giày chống tĩnh điện và mang găng tay chống tĩnh điện

Dây tiếp đất Wrist strap

Giày chống tĩnh điện

Những người thường phải di chuyển thì phải mang giày chống tĩnh điện, làm việc trong khu vực SMD

Những người làm việc tại bàn sửa chữa, lắp ráp PCBA, Kiểm tra PCBA, Nạp chương trình cho IC vv thì để chống tĩnh điện

thì phải mang dây E-Ring

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

ESD Trainin

2 Quản lý độ ẩm

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

Độ ẩm càng thấp thì khả năng sinh tĩnh điện càng lớn Trong môi trường SMT độ ẩm để linhkiện an toàn là vào khoảng 50~60%

Biện pháp: Láp ráp Máy điều hòa nhiệt độ và Thiết bị đo nhiệt độ & độ ẩm để kiểm soát nhiệt độ & độ ẩm nhằm hạn chế tĩnh đĩnh trong môi trường làm việc

Tủ Lạnh bảo quản IC Máy điều hòa

ESD Trainin

g

Sử dụng hộp chống tĩnh điện, magazine để chứa PCBA hoặc bao PCBA bởi nylon chống tĩnh điện

Lắp tấm Mát và nối đất thông qua điện trở 1M ohm cho tất cả các xe chứa PCBA, Kệ để

vật tư linh kiện bán dẫn như IC, Transistor, hoặc PCBA

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

3 Sử dụng vật liệu chống tĩnh điện

ESD Trainin

Lắp đặt các máy cân bằng Ion ( điện tích ) trên công đoạn sản xuất lắp ráp PCBA để khử tĩnh điện

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

4 Sử dụng thiết bị khử tĩnh điện

Sử Dụng Tại Bàn Làm Việc, Phạm vi nhỏ

Sử dụng cho Line sản xuất

ESD Trainin

g

Sử dụng băng tải, băng truyền để vận chuyển BPA hạn chế kéo trượt vốn sinh ra ma sát rất lớn

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

5 Hạn chế ma sát

Băng Truyền Vận chuyển BPA

Nối đất bàn làm việc, bàn sửa chữa PCBA

ESD Trainin

1M Ohm 10%

1M Ohm 10%

Wrist Strap

Table Mat

Table Mat và Nối đất Table Mat

Dây nối đất Floor Mat ( Sàn tiếp đất )

Dây nối đất ESD

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

Dán bảng, Biểu tượng chú ý cho những khu vực liên quan đến PCBA để ngăn ngừa và

nâng cao nhận thức về ESD.

ESD Trainin

g

III Biện pháp ngăn ngừa ESD

Xe vận chuyển PCBA Công đoạn lắp ráp Thùng chứa Magazines chứa PCBA Khu Vực Vật Tư IC Khu Vực SMT Line Khu vực PCBA

Mang dây E-ring

ESD Trainin

IV Ví Dụ Tham Khảo

Phương Pháp Sai Phương Pháp Đúng

Mang dây Găng tay chống tĩnh điện và đi giày chống tĩnh điện

ESD Trainin

g

Phương Pháp Sai Phương Pháp Đúng

IV Ví Dụ Tham Khảo

Phần B: Sốc Điện, Rò Điện Electrical Over Stress (EOS)

Phần B: Sốc Điện, Rò Điện Electrical Over Stress (EOS)