工厂ESD静电防护工程

工厂ESD静电防护工程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第一页，共二十七页。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*静电防护系统要深入到电子产品生产的各个环节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*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,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第二页，共二十七页。OOO**OO**O**O防静电大褂11*O**OOO*OOOOOO防静电袜1OOO*OOO*OOOOO防静电拖鞋9*****O***********OO防静电鞋8*OOO*O***O*O*OO防警电活动地板7*OOO*O***O*O**OO防静电桌／地垫6O*OOO防静电终端台5OOO*O*O*OOO***防静电工作台4*O*O导静电地板3*OO*OOOO*OO**O**OO防静电地板2*O********O*****OO静电安全识别标志l汽车煤矿轮船、汽车、油库印刷纺织航空*天石油化工火工计算机交换机返检修包装调试检验波峰焊整机装联预处理SSD周转库房发料SSD检验SSD制造供销部门设计工艺工业部门防静电技术措施机房电子产品生产控序号第三页，共二十七页。序号电子产品生产控机房工业部门防静电技术措施设计工艺供销部门SSD制造SSD检验库房发料SSD周转预处理整机装联波峰焊检验调试包装返检①修计算机交换机圭火工石油化工航空天印刷纺织轮船、汽车、油库煤矿汽车12防静电工作眼0*00*000****00*****13超净间防静电服（0I0）*0014防静电脑带*0*******0***15接地装置***************0016离子风静电消除器*000000017增湿器*00000*00*18防静电墙面（涂料、纸）*00000019防静电窗帘、门帘0000*20消静电剂（液）0000021防静电电烙铁0***00第四页，共二十七页。序号电子产品生产控机房工业部门防静电技术措施设计工艺供销部门SSD制造SSD检验库房发料SSD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圭火工石油化工航空天印刷纺织轮船汽车油库煤矿汽车22防静电吸锡器0***0023防静电转运车0***0000*0*024防静电周转箱,筐0****0000**025防静电PWB夹具****026防静电存放架0*******0**027防静电维修包0**028防静电离子枪0029感应式消静电器**30静电电压表**I**********31高阻仪含三电极*0*0000*第五页，共二十七页。序号电子产品生产控机房工业部门防静电技术措施设计工艺供销部门SSD制造SSD检验库房发料SSD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汽车油库煤矿汽车32腕带测试仪*O*******O**33静电传感报警器OOOOOO34人体静电测试仪OOOOOO35防静电工作帽*O*O*OOO*36防静电安全帽O*37防静电手套／指套*O*O*OO*OO38防静电油套OOOO39防静电椅套O********O4O防静电脚連OOOO41防静电元件盒OO****O*42防静电IO包装管OO***43防静电塑料袋（粉）OO**OO***44导电塑料袋（黑）OO*****O45防静电强力防护袋*O*O*OO第六页，共二十七页。序号电子产品生产控机房工业部门防静电技术措施设计工艺供销部门SSD制造SSD检验库房发料SSD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汽车油库煤矿汽车46防治电气垫膜（粉）OOOOO47防静电屏蔽袋OO***OOO48导静电泡沫塑料***OOO49导静电并联条***OO50防静电传送带O*51静电放电条O52防静电装联工具**OO53防静电技术教材*********************54防静电泡沫塑料纸**55防静电三角带**56防静电塑料管OOO57防静电输油软管OO58防静电药盒*59防静电汽车轮胎**OO60防静电取样绳**61防静电清洗机**62防静电门OOOOOO第七页，共二十七页。静电操作系统组件的性能要求组成件QJ1950－90IEC／SC15D／47儿D防静电工作台垫台垫上任意一点的对地电阻106～109欧姆2．静电泄放至100V以下的时间小于1s1．表面电阻:7．5X106~1092．对地或可能接地点的电阻7．5X106~109存放架（同上）地垫（板）（同防静电工作台垫）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对地或可能接地点的电阻＞7．5X105欧姆，＜3．5X107防静电鞋电阻106欧姆～108欧姆Q1．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第八页，共二十七页。组成件QJ1950－90IEC／SC15D／47/CD电离器静电中和能力大于250V/s防护区域内能中和任一极性的静电荷，剩余电压小于100V防静电真空吸用器1．当焊盘为3mm时，焊点熔化时间小于3s2．吸锡头静电泄放电阻105欧姆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2S3．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．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2S3．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塑料袋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抗静电剂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工作椅对地或可能接地点的电阻＜109欧姆第九页，共二十七页。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,第十页，共二十七页。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.第十一页，共二十七页。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.第十二页，共二十七页。2生产环境静电指标需求和分级产品设计好,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.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.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.第十三页，共二十七页。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敏感器件第十四页，共二十七页。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.第十五页，共二十七页。防静电区的日常维护频次项B要求说明每日检查腕带对地电阻7．5X105＜3．5X107未使用腕带监视器的情况下做此项检查防静电鞋对地电阻106～108電烙鐵<5mV以下目產線接地干線的接地電阻1MΩTO10MΩ對設備地阻抗≦10Ω回路阻抗阻抗每周检查PCB板手推車≦108Ω阻抗靜電桌之靜電墊106TO109Ω阻抗輸送帶106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓放大燈106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓生產治具與測試治具106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓離子風扇0v±15v/FROM±1000以TO±100V以下<3SEC.AT1FEET離子平衡衰減時間設備接地點≦10Ω阻抗導電地板104TO109Ω阻抗主接地干線的接地電阻1MΩ~10MΩ對設備地阻抗≦10Ω回路阻抗阻抗第十六页，共二十七页。每月检查靜電攝子106TO109Ω阻抗物料合106TO109Ω阻抗sop袋106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓靜電服、靜電帽106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓物料框106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓L形板架106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓靜電椅106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓罩板治具106TO109Ω/≦100VOLTS阻抗與起電電壓每年檢查配電盤與分電盤的接續狀態外校是否導通分電盤與職場地線接續狀態是否導通第十七页，共二十七页。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第十八页，共二十七页。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.第十九页，共二十七页。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不合格的制造设备第二十页，共二十七页。静电工作区内禁用的电荷源器材类别静电荷源工作台表面油漆或浸漆表面，普通塑料贴面，普通乙烯及树脂表面地板塑料及普通地板革，抛光打腊木地板，普通乙烯树脂工作服、帽、鞋普通涤纶、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，蒸发设备第二十一页，共二十七页。ESD总体设计与规划明确并确认ESD需求产品防ESD设计器件的选用接地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……..过程的设计制造过程分解考虑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事件落实到人按岗位或ESD事件的控制手册ESD操作系统区域划分,设计和装备ESD控制操作系统认证标准体系ESD组织ESD意识培训具体到ESD岗位事件的培训维护和审计程序统计过程控制第二十二页，共二十七页。电子生产要克服的静电荷源类别静电荷源工作台表面油漆或浸漆表面，普通塑料贴面，普通乙烯工树脂表面地板塑料及普通地板革，抛光打腊木地板，普通乙烯树脂工作服、帽、鞋普通涤纶、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，蒸发设备椅子1．普通油漆木椅2．乙烯基或玻璃纤维椅包装和操作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组装、清洗、测试和维修区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