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Titel
Impressum
Vorwort zur 3. Ausgabe
Inhalt
1. Einleitung
1.1. Entstehung elektrostatischer Ladungen und Wirkungen auf elektronische Bauelemente und Baugruppen
1.2. Klassische Entstehungsmechanismen
1.2.1. Triboelektrizität – Reibungselektrizität
1.2.2. Ladungsentstehung durch Influenz – Einfluss von einem elektrischen Feld
1.2.3. Berechnung der elektrostatischen Aufladung
1.2.4. Mechanismen, die die elektrostatische Aufladung beeinflussen
1.2.4.1. Materialeigenschaften
1.2.4.2. Reibungselektrizität und Kontaktspannung
1.3. Allgemeine Entlademechanismen
1.4. Fehlermodelle
1.4.1. Human Body Model (HBM) – Körperentladungsmodell
1.4.2. Machine Model (MM) – Maschinenmodell
1.4.3. Charged Device Model (CDM) – Modell vom geladenen Objekt
1.4.4. Field Induced Model (FIM) – Feldbezogene Entstehung und Entladung von elektrostatischen Ladungen
1.4.5 Charged Board Model (CBM) und Field Induced Charged Board Model (FICBM)
1.5. Allgemeine Fehlermodelle von elektronischen Bauelementen
1.5.1. Thermischer Durchbruch
1.5.2. Dielektrischer Durchbruch
1.5.3. Aufschmelzen der Metallisierung
1.5.4. Unterschiede bei den verschiedenen Beuelementetechnologien
1.6. Wirkungen von ESD auf MOS-Strukturen
1.6.1. Aufbau und Wirkungsweise eines MOS-Transistors
1.6.2. Entladung an einem MOS-Transistor
1.6.3. Leistungs-MOS-Transistoren
1.6.4. Mehrfache ESD-Fehler – Überlagerung von Fehlern – Latente Fehler und Degradation
1.6.5. Wirkungen von ESD auf bipolare Bauelemente
1.6.5.1. Das Wunsch-Bell-Modell zur Bestimmung von Fehlerpegeln
1.6.5.2. Berechnung der ESD-Spannungsschwelle von pn-Übergängen
2. ESD-Normen – DIN EN 61340-5-1 und DIN IEC/TR 61340-5-2, ANSI ESD S20.20
2.1. Übersicht über die Entwicklung der Normenfamilie IEC 61340-x-x „Electrostatics“
2.2. Grundspezifikation – Allgemeine Anforderungen für den Schutz elektronischer Bauelemente und Baugruppen vor elektrostatischen Entladungen
2.3. Definitionen
2.3.1. Allgemeine Definitionen
2.3.2. Widerstandsdefinitionen
2.3.3. Materialeigenschaften
2.4. Die Normen DIN EN 61340-5-1 und DIN IEC/TR 61340-5-2 (neu ab 04/2019)
2.5. Vergleich DIN EN 61340-5-1 und ANSI/ESD S20.20
2.6. ESD-Norm DIN EN 61340-5-1 (2017)
2.7. Kennzeichnung von ESDS und ESD-Arbeitsplätzen bzw. Bereichen
2.8. Bestandteile einer ESD-Schutzzone (EPA)
3. ESD-Control-Plan
3.1. ESD-Control-Plan – Einführung warum?
3.2 ESD-Kontrollmaßnahmen
3.2.1. Interne Schutzschaltungen des Halbleiterherstellers auf einem Chip
3.2.1.1. Widerstandsnetzwerk
3.2.1.2. Diodenkombination
3.2.1.3. Widerstands-Dioden-Kombination
3.2.1.4. Feldplattenelektrode
3.2.1.5. „Punch through“-Transistor mit dünnem Gateoxid
3.2.1.6. „Punch through”-Transistor mit dickem Gateoxid
3.2.1.7. Praktische Schutzschaltungsanordnungen
3.2.2. Technologische Maßnahmen des Halbleiterherstellers bei der Herstellung
3.3. ESD-Control-Plan – 5-Stufen-Plan
3.3.1. 1.Stufe – Analyse
3.3.2. 2. Stufe – Aufstellung des ESD-Kontrollprogramms (ESD-Control-Plan)
3.3.3. 3. Stufe – Schulung der Mitarbeiter
3.3.4. 4. Stufe – Einführung der ESD-Kontrollmaßnahmen
3.3.5. 5. Stufe – Überprüfung der ESD-Kontrollmaßnahmen und Inbetriebnahme
3.3.6. Zusammenfassung
3.4. Anforderungen an die einzelnen Ausrüstungen und Stufen
3.4.1. Anforderungen an die Person
3.4.2. Anforderungen an den ESD-Arbeitsplatz
3.4.3. Anforderungen an den ESD-Fußboden
3.4.4. Anforderungen an die EPA
3.4.5. Anforderungen an Maschinen und Ausrüstungen
3.4.6. Anforderungen an Verpackungsmaterialien
3.4.7. Testmethoden für die Maßnahmen des ESD-Control-Systems
4. Anforderungen an ESD-Control-Maßnahmen und Ausführungen
4.1. Allgemeine Anforderungen
4.2. Gestaltung der Arbeitsplätze, Arbeitsräume
4.2.1. Grundsätzliche Ausrüstungen
4.2.1.1. ESD-Arbeitsplatzausrüstung
4.2.1.2. ESD-Arbeitsbereich
4.2.2. Anforderungen an die Kennzeichnung
4.2.3. Anforderungen an PCB, Baugruppen
4.2.4. EPA, Einzel-Komplett EPA, Reinraumbereiche, Hochspannungsprüfplätze, Service Arbeitsplätze
4.3. Anforderungen an die ESD-Kontrollmaßnahmen in einer EPA
4.3.1. Arbeitsplatzobfläche, Wagen
4.3.2. Fußboden
4.3.2.1. Ausführungen
4.3.2.2. Ableitfähiger Fußbodenbelag
4.3.2.3. Ableitfähiges Beschichtungssystem aus Epoxidharz (Dickschicht)
4.3.2.4. Ableitfähige Systeme auf der Basis von leitfähigen Epoxidharz- oder PU- Lacken (Dünnschicht)
4.3.2.5. Andere Fußbodensysteme und Versiegelungen von Bodenbelägen und Beschichtungen
4.3.3. Personenausrüstungen
4.3.3.1. Bekleidung, Handschuhe, Arbeitskittel
4.3.3.2. Handgelenkbänder
4.3.4. Tische, Stühle, Möbel, Wände
4.3.5. Erdungsmaßnahmen
4.3.5.1. Erdung der Arbeitsoberfläche
4.3.5.2. Erdungsanschlüsse
4.3.5.3. EPA-Erdungskabel
4.3.5.4. EPA-Erdungsanschlusspunkte (EBP)
4.3.5.5. Personenschutz in einer EPA
4.3.5.6. Ableitwiderstände zur Strombegrenzung, Ableitwiderstände
4.3.6. Nichtstationäre und Service-Arbeitsplätze
4.3.7. Anforderungen an Maschinen und Ausrüstungen, Transporteinrichtungen, Werkzeuge
4.3.7.1. Werkzeuge
4.3.7.2. Maschinen und Ausrüstungen, automatische Transporteinrichtungen
4.3.7.3. Lötkolben, Lötanlagen
4.3.8. Elektrostatische Felder in einer EPA
4.3.9. Umgebungsbedingungen, Luftfeuchtigkeit und Temperatur
4.4. Anforderungen an ESD-Verpackungsmaterialien
4.4.1. Normgerechte Anforderungen
4.4.2. Praktische Ausführungen
4.4.2.1. Leitfähige und (antistatische) Verpackungen
4.4.2.2. Eigenschaften und Anforderungen an Folien
4.4.3. Lagerzeit von Verpackungen
4.4.4. Kennzeichnung von ESD-Verpackungen
4.4.5. Anforderungen an Verpackungen nach der Norm "ANSI/ESD S541“ [102]
4.4.5.1. Anforderungen an Verpackungen nach DIN EN 61340-5-3 [99] und ANSI/ESD S541 [46, 102]
4.4.5.2. Klassifikation von ESD-Verpackungsmaterialeigenschaften nach DIN EN 61340-5-3 und ANSI/ESD S5413
4.5. Verantwortung im ESD-Bereich – Aufgaben eines ESD-Koordinators
4.5.1. Betriebsleitung, Management
4.5.2. Verantwortung der Mitarbeiter
4.5.3. ESD-Koordinator, ESD-Programm Manager
4.6. ESD-Schulungen
4.7. Überprüfung der ESD-Kontrollmaßnahmen
4.8. Ionisation
4.8.1. Induktion
4.8.2. Ionisation durch radioaktives Material
4.8.3. Elektrische Ionisation – Statische Ionisation
4.8.4. Realisierung der Ionisation am ESD-Arbeitsplatz
4.9. Muster für eine ESD-Kontrollprogramm, Prüf- und Kontrollplan
5. Messtechnik, Grundlagen und praktische Erfahrungen
5.1. Beziehungen zwischen elektrostatischer Ladung und elektrostatischem Feld
5.2. Messung elektrostatischer Ladungen
5.3. Messung der elektrischen Feldstärke in einem elektrostatischen Feld
5.4. Messung von Widerständen – Oberflächen- und Ableitwiderständen
5.4.1. Widerstandsdefinitionen
5.4.2. Hinweise für den Einsatz der beschriebenen Messverfahren und Messprinzipien
5.4.3. Messung von Oberflächenwiderständen
5.4.3.1. Oberflächenwiderstand nach DIN EN 61340-4-1
5.4.3.2. Oberflächenwiderstand nach DIN EN 1081
5.4.3.3. Oberflächenwiderstand nach DIN EN 61340-2-3
5.4.3.4. Oberflächenwiderstand nach DIN DIN EN 62631-3-2
5.4.3.5. Oberflächenwiderstand nach ANSI/ESD S7.1
5.4.3.6. Oberflächenwiderstand nach ANSI/ESD STM11.11
5.4.3.7. Oberflächenwiderstand mit der Mikro-Ringelektrode nach ESD STM11.11
5.4.3.8. Oberflächenwiderstand mit der Mikro-Zweipunktelektrode nach ASTM/ESD STM 11.13
5.4.3.9. Zusammenfassung - Messung des Oberflächenwiderstandes RO
5.4.4. Messung von Ableitwiderständen
5.4.4.1. Ableitwiderstand nach DIN EN 61340-4-1
5.4.4.2. Ableitwiderstand nach DIN EN 1081
5.4.4.3. Ableitwiderstand nach DIN EN 61340-2-3
5.4.4.4. Ableitwiderstand nach DIN 62631-3-1
5.4.4.5. Ableitwiderstand nach ANSI/ESD S7.1
5.4.4.6. Zusammenfassung – Messung des Ableitwiderstandes nach RA
5.4.5. Messung von Durchgangs- und Volumenwiderständen
5.4.5.1. Durchgangswiderstand nach DIN EN 61340-4-1
5.4.5.2. Durchgangswiderstanc nach DIN EN 61340-2-3
5.4.5.3. Durchgangswiderstand nach DIN DIN EN 62631-3-1
5.4.5.4. Zusammenfassung – Messung des Durchgangs- oder Volumenwiderstandes
5.4.6. Weitere Widerstandsmessverfahren
5.5. Praktische Messungen und Messvorschriften für Widerstände und weitere Parameter (Entladezeit, Personenaufladung) zur Ermittlung der Wirksamkeit der ESD-Kontrollmaßnahmen
5.5.1. ESD-Arbeitsoberflächen, Regale
5.5.1.1. Ableitwiderstand von ESD-Arbeitsoberflächen
5.5.1.2. Oberflächenwiderstand von ESD-Arbeitsoberflächen und Materialien für ESD-Arbeitsoberflächen
5.5.1.3. Praktische Messergebnisse für Widerstandsmessungen an ESD-Materialien für Arbeitsoberflächen
5.5.1.4. Aufladbarkeit und Entladezeitmessung von ESD-Arbeitsoberflächen
5.5.1.5. Regaloberflächen
5.5.2. ESD-Fußböden
5.5.2.1. Ableitwiderstand von ESD-Fußböden
5.5.2.2. Oberflächen-, Durchgangs- und Volumenwiderstand von verlegten ESD-Fußböden und von Materialien
5.5.2.3. Praktische Messergebnisse für Widerstandsmessungen an Materialien für ESD-Fußböden
5.5.2.4. Systemwiderstand und Personenaufladung
5.5.3. Prüfung von ESD-Transportwagen
5.5.4. Prüfung von ESD-Stühlen
5.5.5. Prüfung von ESD-Bekleidung und ESD-Schuhen
5.5.5.1. ESD-Schuhe
5.5.5.2. ESD-Bekleidung
5.5.5.3. Handschuhe und Fingerlinge
5.5.6. Prüfung von ESD-Werkzeugen
5.5.7. Messverfahren für ESD-Verpackungsmaterialien
5.5.7.1. Oberflächenwiderstand von ESD-Verpackungsmaterialien
5.5.7.2. Volumenwiderstand von ESD-Verpackungsmaterialien
5.5.7.3. Ermittlung des Abschirmverhaltens von ESD-Verpackungsmaterialien
5.5.7.4. Messverfahren für die Ableitzeit oder Static Decay Time
5.5.7.5. Praktische Messungen an ESD-Verpackungsmaterialien
5.6. Überprüfung von Ionisatoren
5.7. Einfluss der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur
Literaturverzeichnis
Stichwortverzeichnis
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