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工厂ESD


工厂ESD静电防护工程 静电防护工程 工厂
工厂和实验室静电防护工程 1 工厂和实验室的静电指标与分区概念(整机厂为例)

2 生产环境静电指标需求和分级 3 工厂和实验室静电防护工程 ESD总体设计与规划 ESD环境设计(空气,地板,接地与屏蔽,墙壁,及其 他环境物料) 生产设施与工具的ESD(各种防静电设施与工具) 静电防护辅助用料(储运和检验等

环节的ESD) 静电指标检验仪器与方法

一 、工厂和实验室的静电指标与分区概念
下图给出了一个扩展的防静电用品一览表* 1 静电防护系统要深入到电子产品生产的各个环节 2 静电防护采用的配置物品与非防静电用品相比价格高的 多,而且还要按照特定的程序进行不断的审计和检验,因而 , , 成本很高* 3 除了用品,还要对人进行不断的行为规范和防静电教育,因 而也增加了成本,降低了生产效率 4 但实际上工厂内的生产活动种类繁多,不可能每个工位都 有静电敏感事件, 5 但静电是无所不在的, 须进行防护; 采用分区,建立防静电 岛是工厂常用的办法

电子产品生产控

机房

工业部门防静电技术措施

序 号

设 计 工 艺

供 销 部 门

S S D 制 造

S S D 检 验

库 房 发 料

S S D 周 转

预 处 理

整 机 装 联

波 峰 焊

检 验

调 试

包 装

返 检 修

计算机 交换机

火 工

石 油 化 工

航 空 * 天

印 刷 纺 织

轮船、 轮船、 汽车、 汽车、 油库

煤 矿

汽 车

l 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 11

静电安全识别标志 防静电地板 导静电地板 防静电工作台 防静电终端台 防静电桌/ 防静电桌/地垫 防警电活动地板 防静电鞋 防静电拖鞋 防静电袜 防静电大褂

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序 号

电子产品生产控 设 计 工 艺 供 销 部 门 S S D 制 造 S S D 检 验 库 房 发 料 S 预 整 波 检 调 包 返 S 处 机 峰 验 试 装 检 D 理 装 焊 ① 联 修 周 转

机房 计算 机交 换机

工业部门防静电技术措施 圭 石 航 印 轮船、 煤 火 油 空 刷 汽车、 矿 工 化 天 纺 油库 织 工 汽 车

12 13

防静电工作眼 超净间防静电服 (0I0) 防静电脑带 接地装置 离子风静电消除器 增湿器 防静电墙面(涂料、 纸) 防静电窗帘、门帘 消静电剂(液) 防静电电烙铁

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19 20 21

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序 号

电子产品生产控 设 计 工 艺 供 销 部 门 S S D 制 造 S S D 检 验 库 房 发 料

机房 S 预 整 波 检 调 包 返 计算 S 处 机 峰 验 试 装 检 机交 D 理 装 焊 修 换机 联 周 转

工业部门防静电技术措施 圭 石 航 印 火 油 空 刷 工 化 天 纺 工 织 轮船 汽车 油库 煤 汽 矿 车

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

防静电吸锡器 防静电转运车 防静电周转箱,筐 防静电PWB夹具 防静电存放架 防静电维修包 防静电离子枪 感应式消静电器 静电电压表 高阻仪含三电极

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序 号

电子产品生产控 设 计 工 艺 供 销 部 门 S S D 制 造 * O O * SS D 检 验 库 房 发 料 SS D 周 转 预 处 理 整 机 装 联 波 峰 焊 检 验 调 试 包 装 返 检 修

机房 计算机 交换机

工业部门防静电技术措施 火 工 石 油 化 工 航 空 天 印 刷 纺 织 轮船 汽车 油库 煤 矿 汽 车

32 33 34 35 36 37 38 39 4O 41 42 43 44 45

腕带测试仪 静电传感报警器 人体静电测试仪 防静电工作帽 防静电安全帽 防静电手套/指套 防静电油套 防静电椅套 防静电脚連 防静电元件盒 防静电IO包装管 防静电塑料袋(粉) 导电塑料袋(黑) 防静电强力防护袋

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序 号

电子产品生产控 设 计 工 艺 防治电气垫膜(粉) O 防静电屏蔽袋 导静电泡沫塑料 导静电并联条 防静电传送带 静电放电条 防静电装联工具 防静电技术教材 防静电泡沫塑料纸 防静电三角带 防静电塑料管 防静电输油软管 防静电药盒 防静电汽车轮胎 防静电取样绳 防静电清洗机 防静电门 O O O O * * * * * * * * * * * * * * * * * * * O 供 销 部 门 O O * * S S D 制 造 SS D 检 验 库 房 发 料 O * * SSD 周 转 预 整 波 检 调 包 返 处 机 峰 验 试 装 检 理 装 焊 修 联 O * * * O O * O *

机房 计算 机交 换机

工业部门防静电技术措施 火 石 航 工 油 空 化 天 工 印 刷 纺 织 轮船 汽车 油库 煤 汽 矿 车

46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

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静电操作系统组件的性能要求
组成件 QJ1950-90 IEC/SC15D/47儿D 1.表面电阻:7.5X106~109 2.对地或可能接地点的电阻7.5X106~109 (同上) 1.表面电阻<1X109欧姆 2.对地或可能接地点的电阻〈1X109欧姆 3.当鞋袜/地板系统作为人体主要接地手段时,系统综 合电阻不应超过3.5X107欧姆 4.表面电阻和接地电阻的最小值由相关的安全标准确定 对地或可能接地点的电阻>7.5X105欧姆,<3.5X107 1.站在金同板上的穿着的鞋总的对地电阻>5X104(每只 鞋>1X105欧姆) 2.当鞋袜/地板系统作为人体主要接地手段时,系统综 合电阻不应超过3.5X107 台垫上任意一点的对地电阻 防静电工 106~109欧姆 2.静电泄放至 100V以下的时 作台垫 间小于 1s 存放架

地垫 (板)

(同防静电工作台垫)

腕带

1.对地电阻106欧姆~108欧 姆 2.静电泄放至 100V以下的时 间小于 0.1s

防静电鞋 电阻106欧姆~108欧姆Q

组成件 电离器

QJ1950-90 静电中和能力大于250V/s

IEC/SC15D/47/CD 防护区域内能中和任一极性的静电荷,剩余电压小于100V 1.可能接触敏感元器件的非绝缘部分应接地 2 接地电阻大于 1010欧姆时,电荷衰减10%的时间小于2S 3.对地或可能接地点的电阻<1012欧姆,对地电阻的最小值由相关安全 标准确定 1.应安装接地焊头,焊头和地之间的电阻不应超过5欧姆 2.当接地电用大于1010欧姆时,电荷衰减至初始值的10%的时间小于2S 3.对地或可能接地点的电阻<1012欧姆,对地电阻的最小值由相关安全 标准确定

防静电真空 吸用器

1.当焊盘为3mm时,焊点熔化时间小于3s 2.吸锡头静电泄放电阻105欧姆

低压自动恒 温电烙铁

l,采用低压24V供电 2.采用硬接地 3.焊点温度:280、310、340.380、420℃ 1.袋对地电阻(袋放在防静电台垫上)105欧姆~109欧 姆 2.摩擦产生静电小于100V 1.喷涂后材料表面电阻由1014~1018降至106~ 108n;2.电压由峰值下降到1/2峰值的时间应小于0.5s

防静电 塑料袋

抗静电剂

腕带连接线

端对端电阻>7.5x105欧姆,<5X106欧姆

防静电 工作服

1 表面电阻<1X109欧姆 2.電荷起電電壓小於100v

手套和指套 工作椅

1对地或可能接地点的电阻< 7.5X109欧姆, 2.電荷起電電壓小於100v 对地或可能接地点的电阻<109欧姆

静电模式的实例反映
人体模式(HBM) 人体带电,与对接触地的器件,或器件的管脚间放电.能量不大,但 时间快. 一般10-100纳秒 机器模式(MM) 机器因接地不良等原因带电,对接触的器件放电.积聚的电荷可 能很多.但静电电压较底.为高幅度短脉冲. 充电器件模式(CDM) 器件接触带电体而带电,遇到地等产生放电,可在内部形成高压, 产生击穿. 电场感应模式(FIM)-----器件放于强电场中,在内部形成电压,击穿介 质,

如何配置静电分区?
在某一静电控制区内,按照区内所有可能的静电敏感器件的最低 阈值要求,设定静电区的防护指标 .如 对最低器件静电损伤阈值 为200V的线路板装配线,静电区的防护指标可规定为100V. 按照100V的最大指标对人体模型(HBM),机器模型(MM),充电器 件模型(CDM),电场感应模型(FIM)等任何可能的静电损伤事件进 行汇总,必要分别制定三种模型的静电指标 针对这些事件配备静电操作系统(各种防静电物品,环境). ( , ). 该100V的静电保护区要用能指示其指标的明显标志进行标记. 同时制定相应的区域静电控制手册. 如果区域为封闭系统,要对其门禁进行静电标示,并设立准入条 件,程序,检查标准,以及进入事件记录等.所有这些均必须从系统 角度考虑.静电防护是一项系统工程. 对开放式区域,则按照规定和相关标准,设立警示牌,设立足够的 隔离空间.

工厂生产过程的ESD设计和维持
在工厂内,生产过程一般相对稳定,电子产品从器件和原 料的进入,到PCB组件,半成品模块的形成和测试,整机 产品的装备和测试,老化,包装等各个环节,要清楚整个 过程的ESD能力.ESD过程能力越高,可生产产品的范 围和ESD质量越好,但维持成本也越高. 工厂在生产某种产品时,可根据产品设计和过程要求,对 整个过程的ESD防护要求进行设计和确认,并制订维护 和控制方法. 一个工厂根据配置的变化可以有不同的生产过程,即使 生产同一种产品;但每个生产过程的ESD防护水平可能 不一样,但要求能定位其水平.

2 生产环境静电指标需求和分级
1 产品设计好,试产后进入正规生产,其生产过程的各个工序的ESD防 护要求应有文件明确下来.这样对ESD防护的需求应当能提出.合理 的ESD防护需求是产品设计与过程设计必须解决的. 2 一个好的ESD 需求的提出,是优化生产过程的一个很重要起点.如 何提出需求,各个企业可根据自身的经验,制定一套符合实际的指导 手册.可参考一些优秀同行的做法.大的公司生产的产品多而且新品 不断推出,因此生产过程的具体案例是很多的. 3 ESD防护集技术,培训和行为为一体,是一套系统.因而提出符合实 际的ESD需求是重要的.

生产环境静电指标需求和分级
– LUCENT 的ESD工作区建议分为五类

CLASS1第一类: 30V以下 CLASS2 第二类: 50V以下 CLASS3 第三类: 100V以下 CLASS4 第四类: 200V以下 CLASS5第五类:不含ESD敏感器件

生产环境静电指标需求和分级
分级原则 按最敏感的(ESD损伤阈值最低)的器件来分. PWB组件按最敏感的部件来分.如100V的ESD阈值器件 必须在三类组装或制造,那么在该区的所有仪器设备也 必须是三级级别. ESD控制有四大原则: 1 要认为所有的电子器件和组件都是静电敏感的. 2 没很好的接地前,永远别碰敏感的器件和组件 3 不是抗静电环境,不要运输,保管和处置敏感器件和组 件. 4 要求器件供应商和子合同商遵守上述三条.

防静电区的日常维护
频次 项B
腕带对地电阻

要 求
>7.5X105 <3.5X107 106~108 <5mV以下目 1M TO 10M ≦10 ≦108 106 TO 109 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 0v±15v/ FROM ±1000以TO± 100V以下 < 3 SEC. AT 1 FEET ≦10 104 TO 109 1M ~ 10M

说 明
未使用腕带监视器的情况 下做此项检查

每日检 查

防静电鞋对地电阻 電烙鐵 產線接地干線的 接地電阻 PCB板手推車 靜電桌之靜電墊 輸送帶 放大燈 生產治具與測試治具

對設備地阻抗 回路阻抗阻抗 阻抗 阻抗 阻抗與起電電壓 阻抗與起電電壓 阻抗與起電電壓 離子平衡 衰減時間 阻抗 阻抗 對設備地阻抗 回路阻抗阻抗

每周检 查

離子風扇 設備接地點 導電地板 主 接地干線的接地電阻

≦10

靜電攝子 物料合 sop袋 靜電服、靜電帽

106 TO 109 106 TO 109 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS 106 TO 109 /≦100VOLTS

阻抗 阻抗 阻抗與起電 電壓 阻抗與起電 電壓 阻抗與起電 電壓 阻抗與起電 電壓 阻抗與起電 電壓 阻抗與起電 電壓 是否導通

每月检 查

物料框 L形板架 靜電椅 罩板治具 配電盤與分電盤的 接續狀態 分電盤與職場地線 接續狀態

每年檢 查

外校 是否導通

3 工厂和实验室静电防护工程
静电防护工程内容:
静电防护的代价 ESD总体设计与规划 ESD环境设计(空气,地板,接地与屏蔽,墙壁,及其 他环境物料) 生产设施与工具的ESD(各种防静电设施与工具) 静电防护辅助用料(储运和检验等环节的ESD) 静电指标检验仪器与方法

静电防护的代价
静电防护的代价放映在三个方面: 环境建设和维护代价----成几倍增长,装备材料和要求贵很多 人力教育的代价----资格认证和技术,认识和意识教育.工
人的素质差别.

管理的代价---各层管理人员要参与控制.管理不善,造成混乱
和损失巨大. 下面我们以一些小公司常见的问题来对比说明.

小公司的一些问题
1 缺少共点接地—无接地端子和接地盘,接地点分散,手腕接地 不到位,接地方法不对. 2 无人体接地-不穿防静电服,佩带防静电手腕不正确,穿失效的 防静电服,一只脚接地,损坏防静电手腕的接头等 3 有静电产生材料-无用的塑料和纸,头发,私人物品,防护镜,CRT终端,衣
物,收音机,



4 对器件或组件不安全的表面-高导电性的表面,如机器的表面, 5 不恰当的文档和规程; 6 工作区不按器件ESD敏感程度分类 7使用不安全的部件盒 8培训不充分 9缺少离子发生器 10 不合格的制造设备

静电工作区内禁用的电荷源器材
类别 工作台表面 地板 工作服、帽、 鞋 静电荷源 油漆或浸漆表面,普通塑料贴面,普通乙烯及树脂表面 塑料及普通地板革,抛光打腊木地板,普通乙烯树脂

普通涤纶、合成纤维及尼龙面料,塑料及普通胶底鞋

操作工具及设 备

普通塑料盒、架、瓶、盘用品及纸制品,普通泡沫塑料,一般电动工 具,压缩机,喷射设备,蒸发设备

ESD总体设计与规划
器件的选用 明确并确认ESD需求 产品防ESD 设计 制造过程分解 ESD操作 系统 区域划 分,设计 和装备 ESD 控制 操作系 统认证 ESD组织 ESD意识培训 标准体 系 具体到ESD岗 位事件的培训 维护和审计程 序 统计过程控制 按岗位或ESD事件的 控制手册 过程的设计 考虑ESD的工 序设计 每道工序的ESD 事件描述 每个ESD事件的操作 方法和要求 按生产岗位把ESD事 件落实到人 接地 I/O保护电路设计 匹配与端接,限流与上下拉 优良的布线网络 测试点和测试口设计 ……..

电子生产要克服的静电荷源
类别 工作台表面 地板 工作服、帽、鞋 操作工具及设备 椅子 静电荷源 油漆或浸漆表面,普通塑料贴面,普通乙烯工树脂表面 塑料及普通地板革,抛光打腊木地板,普通乙烯树脂 普通涤纶、合成纤维及尼龙面料,塑料及普通胶底鞋 普通塑料盒、架、瓶、盘用品及纸制品,普通泡沫塑料,一般电动工具,压缩机,喷射设备, 蒸发设备 1.普通油漆木椅 2.乙烯基或玻璃纤维椅 1.普通塑料口袋、罩、封皮,胶带 2.普通泡沫容器、泡沫材料 3.普通塑料托盘、塑料转运盒、瓶、元件存储器具 4.拉伸和收缩薄膜包装操作 1.喷雾清洗器 2.普通塑料焊料吸管 3.带有不接地焊头的烙铁 4.溶剂刷子(人造硬毛) 5 用液化或蒸发来清洗或干燥 6 烘箱 7.低温喷雾 8.热喷雾枪或热吹风机 9.喷砂 10.静电复印机 11.阴极射线管(示波器或显示器)

包装和操作

组装、清洗、测试 和维修区

ESD环境设计
按照分区的规划要求,对ESD保护区进行环境设 计 考虑的因素:大气-----湿度控制和粉尘等的控制 地板----选用合适的防静电地板和并 选择合适的地板装修工程 接地系统----按有关接地标准 墙壁 其他环境物品的选用和设计

其他静电防护设计
生产设施与工具的ESD 生产设备-----MM 模式,CDM模式,操作设备相关ESD时间 辅助工具-----HBM,MM,CDM模式的静电事件及配备. 静电测试设备和工具. 防静电辅助用料—防静电包装材料,防静电劑等 静电中和和消除设备 防静电程序和技术文件,表格,手册等


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