電子工業(yè)SSD（靜電敏感元器件）在制造，處理，組裝，安裝，包裝，標(biāo)簽，服務(wù)，測(cè)試，檢驗(yàn)和運(yùn)輸?shù)倪^程中，一旦靜電產(chǎn)生或放電就伴隨靜電損傷，由于靜電的不確定性而無(wú)法直接控制，只能在整個(gè)過程中去預(yù)防靜電產(chǎn)生或放電，從管理角度上過程管理比結(jié)果管理更為重要，過程管理上就需要一個(gè)有效的、連續(xù)的、持久的和正確的ESD（防靜電）防護(hù)系統(tǒng)，通過認(rèn)證去糾正錯(cuò)誤ESD防護(hù)過程、不斷地改善ESD防護(hù)過程，來保證這個(gè)有效的、連續(xù)的、持久的、正確的ESD防護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

以下從電子工業(yè)的發(fā)展、ESD產(chǎn)生、ESD特性、ESD危害、ESD防護(hù)技術(shù)、ESD防護(hù)產(chǎn)品、ESD防護(hù)監(jiān)測(cè)、ESD防護(hù)產(chǎn)品的使用、ESD防護(hù)過程、ISO9000質(zhì)量管理體系、用戶的要求和標(biāo)準(zhǔn)來說明ESD系統(tǒng)認(rèn)證的必要性。

電子工業(yè)的發(fā)展

由于科技進(jìn)步，電子工業(yè)產(chǎn)品采用了大量大規(guī)模集成電路等SSD，SSD是包括微電路，半導(dǎo)體分立器件，厚膜和薄膜電阻，混合器件，印刷電路板及壓電晶體等對(duì)靜電敏感的元器件，而電子技術(shù)的發(fā)展，使這些SSD體積更小，速度更快，能耗更低。這些SSD已成為目前電子工業(yè)的基本構(gòu)成，但是這類SSD 因?yàn)榫€路不斷縮小，耐壓也就不斷降低，線路面積不斷減小，使得器件耐靜電沖擊能力就不斷的減弱，靜電電場(chǎng)（Static Electric Field）和靜電電流（ESD current）等成為這些高密度元器件的致命風(fēng)險(xiǎn)。從一個(gè)SSD在生產(chǎn)中一直到它損壞以前所有的過程都受到靜電的威脅，同時(shí)大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，和為提高效率增加操作頻次導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機(jī)會(huì)大增。ESD（靜電放電）導(dǎo)致的質(zhì)量事故和安全事故時(shí)有發(fā)生，靜電防護(hù)技術(shù)已成為發(fā)展進(jìn)程中安全和質(zhì)量保障的重要環(huán)節(jié)。由于技術(shù)發(fā)展太快，針對(duì)每個(gè)SSD建立縱向ESD防護(hù)系統(tǒng)顯然跟不上節(jié)奏、太過龐大和復(fù)雜，同時(shí)成本也高昂，那么就需要針對(duì)不同的SSD建立橫向的ESD防護(hù)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是基本的、覆蓋面廣的、全員的、易執(zhí)行的、可控制的和正確的ESD防護(hù)系統(tǒng)，縱向ESD防護(hù)需要根據(jù)SSD的發(fā)展從專業(yè)角度去識(shí)別、分析和確認(rèn)，不斷地改善和加強(qiáng)橫向的ESD防護(hù)系統(tǒng)，這樣縱橫結(jié)合的ESD防護(hù)系統(tǒng)就需要定期和周期性去評(píng)估和認(rèn)證，確保整個(gè)ESD防護(hù)系統(tǒng)有效運(yùn)行。

ESD產(chǎn)生主要有3種方式：摩擦或接觸后再分離、感應(yīng)和剝離。任何兩種不同物質(zhì)的物體摩擦或接觸后再分離，都能產(chǎn)生靜電；只要有能量變化的情況下，如：壓電、熱電、斷裂、電解、噴射、溫度變化、氣壓變化等能量變化，只要其能量變化大于其物質(zhì)的功函數(shù)（功函數(shù)等于電子從該物質(zhì)中跳出來所必須的極小能量，一般只有幾個(gè)電子伏特）就有可能產(chǎn)生靜電。針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，由于電場(chǎng)力的作用同性相斥，異性相吸，正，負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生靜電。電子還可以直接從一個(gè)導(dǎo)電物體傳導(dǎo)到另一個(gè)導(dǎo)電物體。電子工業(yè)中存在的主要靜電源有：人、材料、器具和設(shè)備等，主要靜電來源工藝有：周轉(zhuǎn)、包裝、裝配、取放、修理、清洗、試驗(yàn)過程等。

在電子工業(yè)中這些材料、器具和設(shè)備之間由于摩擦、接觸或能量變化，很容易產(chǎn)生ESD，在時(shí)間、空間和程度上沒有規(guī)律，而且與環(huán)境和動(dòng)作的大小有很大的關(guān)系，目前這些材料、器具和設(shè)備還不能全部做到都具有防靜電功能，產(chǎn)生ESD的幾率更大；人是一個(gè)主要的靜電源，也是一個(gè)主要的參與者，人是活動(dòng)的，操作者對(duì)ESD認(rèn)識(shí)程度不一樣，而且流動(dòng)性大，所以人這個(gè)靜電源的可變性更大；對(duì)于不同的SSD，人、材料、器具和設(shè)備等產(chǎn)生ESD的可能性不一樣，周轉(zhuǎn)、包裝、裝配、取放、修理、清洗、試驗(yàn)等產(chǎn)生ESD的可能性也不一樣。對(duì)于復(fù)雜多變的靜電源，簡(jiǎn)單的固定的ESD防護(hù)不能從根本上解決問題，那么只有從人、材料、器具和設(shè)備等靜電源，從周轉(zhuǎn)、包裝、裝配、取放、修理、清洗、試驗(yàn)等工藝去建立一個(gè)基本的ESD防護(hù)系統(tǒng)，需要定期和周期性的去評(píng)估和認(rèn)證ESD產(chǎn)生的可能性，再去完善ESD防護(hù)系統(tǒng)。確保整個(gè)ESD防護(hù)系統(tǒng)有效運(yùn)行。

靜電的特性主要有：

隨機(jī)性、復(fù)雜性 、隱蔽性、潛伏性。

隨機(jī)性：

    固體，液體，或含顆粒的氣體的任何接觸和材料的物理分離或流量的改變都可以產(chǎn)生靜電；靜電的產(chǎn)生和放電與環(huán)境相關(guān)；靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的，ESD參數(shù)是不可控制的，也是難于重復(fù)的隨機(jī)過程，所以及難通過經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)去預(yù)測(cè)、感知和防護(hù)。

復(fù)雜性:

    1. 各種活動(dòng)都能產(chǎn)生靜電，所產(chǎn)生的靜電強(qiáng)度因活動(dòng)的強(qiáng)度而相應(yīng)的變化，如人站立的過程就能產(chǎn)生幾百幾千伏的靜電；

    2. 靜電因環(huán)境的不同而有相應(yīng)的幾千倍上萬(wàn)倍的變化；

    3. 靜電因物體對(duì)地電容的大小而有相應(yīng)的變化，若將物體從地移開時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的電壓，例如，塑料袋帶100V電壓放在工作臺(tái)上，在操作者拿起塑料袋時(shí)，這種與臺(tái)面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)電壓會(huì)升到數(shù)千伏。

    4. 靜電放電損傷的分析工作，因電子產(chǎn)品的精細(xì)，微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較復(fù)雜的技術(shù)，往往需要使用掃描電鏡等精密儀器，即使如此有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效，這是對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效 ，從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因。在電子工業(yè)中我們很難得到靜電損傷失效的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和真實(shí)結(jié)果。  

隱蔽性:

    一般靜電放電電壓為2-3KV，產(chǎn)生火花的電壓5-8KV，產(chǎn)生響聲的電壓8-10KV。2-3KV以下人體不能直接感知靜電，看不見也摸不著，除非發(fā)生靜電放電，但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺；靜電具有高電位、強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，在靜電起-放電過程中，有時(shí)會(huì)形成瞬態(tài)大電流放電和電磁脈沖（EMP），產(chǎn)生頻譜很寬的電磁輻射場(chǎng)，另外，與常規(guī)電能量相比，靜電能量較小，從技術(shù)上很難把控、測(cè)量和積累經(jīng)驗(yàn)。     

潛伏性:

    有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成潛伏性內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對(duì)靜電的敏感性，已產(chǎn)生的問題并無(wú)任何方法修復(fù)，潛伏性只影響性能并不影響產(chǎn)品的功能，很難能及時(shí)和準(zhǔn)確地識(shí)別和解決，只有在SSD完全失效時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，潛伏時(shí)間也沒有確定性，所以ESD防護(hù)系統(tǒng)的過程控制尤為重要。近期的研究結(jié)果表明：SSD測(cè)試時(shí)，可能并沒有發(fā)現(xiàn)由于靜電放電所造成的SSD殘次，但在后裝配工序發(fā)現(xiàn)器件失效，導(dǎo)致返工，或更換器件，在成品抽檢時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)器件失效，這樣會(huì)造成成本增加，但是一但器件在工作現(xiàn)場(chǎng)失效，其修理或更換的費(fèi)用，就會(huì)比制造階段所發(fā)現(xiàn)問題并解決所需的費(fèi)用多花100倍以上。

從靜電的特性來分析，根本得不到靜電損傷失效的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、真實(shí)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)判斷，而且復(fù)雜多變，也就無(wú)法實(shí)施對(duì)靜電的有效控制，而且ESD一旦發(fā)生就已經(jīng)造成危害，所以只能針對(duì)靜電的特性去識(shí)別、分析和確認(rèn)每一個(gè)環(huán)節(jié)，并建立ESD防護(hù)系統(tǒng)在過程中去預(yù)防ESD的發(fā)生，定期和周期性的去評(píng)估和認(rèn)證，確保一個(gè)有效的、連續(xù)的、持久的和正確的ESD防護(hù)系統(tǒng)。

ESD危害

靜電的危害主要表現(xiàn)為：

    1. 通過吸引或排斥的力量吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能與壽命。一般情況下，物體產(chǎn)生的靜電，其靜電力可達(dá)每平方米1/2牛頓；

    2. 與大地間有電位差，因電場(chǎng)擊穿元件的絕緣層，使元件斷路或短路，不能工作（潛伏性）或完全破壞；

    3. 會(huì)產(chǎn)生放電電流，因瞬間的大電流產(chǎn)生的熱損傷，使導(dǎo)電線熱熔斷或氣化，使壽命受損（潛伏性）或完全破壞；

    4. 放電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，可能引起邏輯電路的異常翻轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和丟失。這四種情況中，如果元件全然破壞，易被察覺而排除，影響較小，如果元件輕微受損（潛伏性），在正常測(cè)試下不易發(fā)現(xiàn)，甚至已在使用時(shí)，才發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且其損失亦難以預(yù)測(cè)。電子器件的損傷進(jìn)一步影響到組件、設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性。

在電子工業(yè)，由于靜電危害每年損失上百億美元；在火工品及易燃易爆氣體、粉塵存在的“靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所”，因靜電危害造成許多燃燒等惡行事故；在航天、航空方面，靜電危害曾使機(jī)毀人亡、火箭發(fā)射失敗、衛(wèi)星故障；在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)高度自動(dòng)化的大環(huán)境下，靜電在工業(yè)生產(chǎn)中的危害已是顯而易見的，它可以造成各種障礙，影響產(chǎn)品質(zhì)量，限制生產(chǎn)水平的提高；

日本曾對(duì)不合格的電子產(chǎn)品進(jìn)行過解剖分析，發(fā)現(xiàn)不合格品的45%是由靜電造成的。近期美國(guó)公布的涉及10多個(gè)行業(yè)的因靜電造成損失的調(diào)查結(jié)果，平均每年的直接經(jīng)常損失高達(dá)200多億美元，電子工業(yè)部門每年因靜電危害損壞電子元器件的損失高達(dá)100多億美元。英國(guó)的電子產(chǎn)品，每年因靜電造成的損失為20億英磅。我國(guó)電子工業(yè)靜電所造成的直接損失也在10億人民幣以上。ESD的危害已經(jīng)成為電子工業(yè)的重大問題。在我國(guó)電子工業(yè)中，半導(dǎo)體器件的ESD損傷也十分嚴(yán)重。例如，對(duì)上海市多個(gè)器件廠和儀器廠進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果表明，平均有8%～33％的MOS器件因ESD損傷而失效，因ESD失效造成的儀器返修損失更為可觀。

綜上所述，靜電危害造成的范圍較廣，涉及到各個(gè)領(lǐng)域和層次，甚至帶來嚴(yán)重后果，所以ESD防護(hù)是必須的，如果其中一個(gè)層次ESD防護(hù)出現(xiàn)問題，就會(huì)影響其它層次的產(chǎn)品質(zhì)量，只有各個(gè)層次重視靜電、識(shí)別靜電危害的過程和規(guī)律，并建立ESD防護(hù)系統(tǒng)去預(yù)防ESD的發(fā)生，定期和周期性的去評(píng)估和認(rèn)證，讓各個(gè)層次ESD防護(hù)系統(tǒng)互相配合和信任，確保一個(gè)有效的、連續(xù)的、持久的和正確的ESD防護(hù)系統(tǒng)。

        ESD 防護(hù)技術(shù)

ESD防護(hù)措施主要有：

1. 接地：提供ESD接地通路，將所有導(dǎo)電性材料、器具和設(shè)備等電位連接；

2. 屏蔽：將靜電源與SSD屏蔽隔離，避免靜電源影響SSD；

3. 中和：利用離子中和設(shè)備中和靜電源的靜電；

4. 增濕：在不影響電子產(chǎn)品生產(chǎn)的前提下盡可能提高濕度，降低靜電源的靜電；

5.  ESDS器件保護(hù)網(wǎng)絡(luò)：在不影響電子產(chǎn)品的體積、速度和能耗的前提下盡可能提高保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的能力。

ESD主要防護(hù)區(qū)(點(diǎn))：

1. 生產(chǎn)中的SSD主要工藝 ；

2. 建立靜電防護(hù)區(qū)(點(diǎn)) ；

3. SSD靜電敏感器件的進(jìn)廠檢驗(yàn)；

4. 靜電敏感器件的運(yùn)輸、存貯、保管；

5. SSD的配料、收、發(fā)、領(lǐng)、退料 ；

6. SSD的預(yù)處理過程 ；

7. SSD的裝插、焊接過程；

8. SSD的測(cè)試檢驗(yàn)過程；

9. SSD的中間處理過程；

10. SSD的試運(yùn)轉(zhuǎn)、觀察及工藝?yán)暇氝^程；

11.SSD包裝過程.

12. SSD的使用，等等。

      靜電防護(hù)區(qū)(點(diǎn))的主要防護(hù)要求：

        1.選擇年度低濕度作為基本濕度。

        2.根據(jù)SSD選擇防護(hù)級(jí)別，使防護(hù)級(jí)別更合理。

        3.不要產(chǎn)生ESD，或盡可能低；

        4.等電位接地。

        5.人員靜電防護(hù)和人員安全。

        6.每一項(xiàng)技術(shù)要求選擇實(shí)施過程、實(shí)施方法、測(cè)試方法、許可范圍和周期性測(cè)試的間隔時(shí)間。

        7.靜電防護(hù)區(qū)(點(diǎn))所選擇的全部防護(hù)方法與措施，應(yīng)當(dāng)是配置較少，費(fèi)用較低，效果較充分，效率較高。

        8.合格的操作人員。

        9. 合格的防護(hù)產(chǎn)品。

        10.配置必要的儀器設(shè)備。

靜電敏感度：不同種類的SSD靜電敏感度不一樣； 同一種SSD在不同工藝環(huán)節(jié)靜電敏感度也不一樣。如在進(jìn)廠檢驗(yàn)、老練篩選與測(cè)試、運(yùn)輸、庫(kù)存與保管、驗(yàn)收配料、收、發(fā)、領(lǐng)、退料、預(yù)處理(包括預(yù)加工) 、PCB裝、插、焊→單極調(diào)試→PCB裝入整機(jī)→試運(yùn)轉(zhuǎn)、觀察(包括高溫老練)→檢驗(yàn)→預(yù)包裝→中間處理→成品運(yùn)輸入庫(kù)、周轉(zhuǎn)、暫存等靜電敏感度都不一樣；同一種SSD在已經(jīng)受到潛伏性ESD損傷，因ESD損傷程度不同靜電敏感度也不一樣，都沒有數(shù)據(jù)可以參考，而且很難評(píng)估。

人員：ESD協(xié)調(diào)員、管理人員和操作人員等相關(guān)人員對(duì)ESD的認(rèn)識(shí)和專業(yè)程度都不一樣，而且人員流動(dòng)性大，不同的崗位對(duì)人員的要求不一樣。

目前ESD防護(hù)措施都是針對(duì)電壓的ESD