ESD

百科名片

ESD（Electro-Static discharge）的意思是“靜電釋放”。ESD是20世紀(jì)中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護等的學(xué)科。因此，國際上習(xí)慣將用于靜電防護的器材統(tǒng)稱為ESD，中文名稱為靜電阻抗器。

目錄

ESD20.20 認證標(biāo)準(zhǔn)說明

IEC認證標(biāo)準(zhǔn)說明

關(guān)鍵收益

ESD知識介紹

靜電的危害

什么是ESD

常見概念及應(yīng)用

ESD20.20 認證標(biāo)準(zhǔn)說明

IEC認證標(biāo)準(zhǔn)說明

關(guān)鍵收益

ESD知識介紹

靜電的危害

什么是ESD

常見概念及應(yīng)用

     ESD20.20 認證標(biāo)準(zhǔn)說明

  我國已經(jīng)成為電子產(chǎn)品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產(chǎn)品加工企業(yè)。目前這些企業(yè)的 ESD 控制工作絕大多數(shù)沒有按照美國標(biāo)準(zhǔn)建立ESD20.20 方案，工廠的 ESD 控制工作無非 是購買防靜電工作服和手腕帶這些簡單的 ESD 用品，距離 ESD 20.20 標(biāo)準(zhǔn)有很大的差距。很多企業(yè) 在遇到國外的大客戶現(xiàn)場稽核時，往往在做了精心的準(zhǔn)備之后，卻還是因為 ESD 問題被拒之門外。 ESD 技術(shù)水平的提高是整個電子行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，ESD 體系標(biāo)準(zhǔn)的推廣和普及任務(wù)艱巨。

  ANSI/ESD相關(guān)知識   

ANSI成立于1918年，原名是美國工程標(biāo)準(zhǔn)委員會（American Engineering Standards Committee；AESC），1928年改名為美國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（American Standards Association；ASA），1966年改名為美國標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（America Standards Institute；USASI），1969年正式改為現(xiàn)名美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（American National Standards Institute，ANSI）。

  ESD協(xié)會于1982年在美國成立，總部設(shè)在紐約，是一個專家志愿者協(xié)會，從事靜電防護理論和實踐研究。成立初期不到100名成員，目前成員遍布全球，總數(shù)超過2000名。剛開始其領(lǐng)域只限于電子元器件的靜電影響，現(xiàn)今已拓寬到包括諸如紡織，塑料，織物處理，居室清潔和形象藝術(shù)等領(lǐng)域，為適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，該協(xié)會授權(quán)通過標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，教育節(jié)目，專業(yè)書籍，出版物，指南，認證工作和座談會宣傳ESD知識。

  ESD20.20 標(biāo)準(zhǔn)

  ANSI/ESD S20.20:2007 是美國 ESD Association（ESD 協(xié)會）于 2000 年 正式推出認可的認證項目，該協(xié)會由電子元器件的制造、使用商組成的，主要成員包括了 IBM，MOTOROLA 等公司，這些公司的 OEM 工廠或供貨商必須要通過 ESD S20.20 認 證認可，才能獲取和保持 OEM 和供應(yīng)產(chǎn)品的資格。所以，可以認為 ESD20.20 是一個買方認證標(biāo)準(zhǔn)， 對于那些芯片、電子元器件、電源及轉(zhuǎn)換器、顯示屏的制造商而言，要成為品牌的供應(yīng)商，ESD20.20 近似于一個強制認證標(biāo)準(zhǔn)。

IEC認證標(biāo)準(zhǔn)說明

  IEC61340-5-1:2007標(biāo)準(zhǔn)是ESD S20.20:2007之外的另一個新的防靜電國際認證標(biāo)準(zhǔn)，由IEC國際電工委員會頒布，2007年8月之前此標(biāo)準(zhǔn)一直是處于技術(shù)規(guī)范的狀態(tài)，并未形成國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC61340-5-1:2007標(biāo)準(zhǔn)是對通過ESD S20.20:2007標(biāo)準(zhǔn)更新， 目前歐洲和日本企業(yè)會更傾向于IEC61340-5-1標(biāo)準(zhǔn)的認證。對ESDS20.20:2007標(biāo)準(zhǔn)認證的客戶，其靜電防護體系也可以按IEC61340-5-1:2007標(biāo)準(zhǔn)方便地進行轉(zhuǎn)換。ESD 適用的行業(yè)

  包括電子電氣，IT 和通訊以及汽車等

  1.靜電防護要求高的企業(yè)，如生產(chǎn)晶片，磁頭的企業(yè)。

  2.知名跨國公司的下屬企業(yè)或者供應(yīng)商，如 IBM,INTEL 等。

  3.承接 OEM、ODM 的知名 EMS 企業(yè)。

關(guān)鍵收益

  -以系統(tǒng)方法對防靜電進行管理

  -減少靜電損傷不良，提高產(chǎn)品品質(zhì)及合格率；

  -減少與各客戶間分歧及客戶投訴；

  -減少/避免不同客戶的重復(fù)認可并節(jié)省費用

  -增強客戶的信任和滿意度。

  ANSI/ESD S20.20:2007與IEC61340-5-1:2007兩個標(biāo)準(zhǔn)有什么聯(lián)系和區(qū)別？

  IEC61340-5-1的標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)委員會（101委員會）成員大多來自ESD S20.20的標(biāo)準(zhǔn)編寫人員，故兩者并無本質(zhì)區(qū)別，最大區(qū)別是IEC61340是國際標(biāo)準(zhǔn)，而S20.20是美國國家標(biāo)準(zhǔn)，取得ANSI/ESD S20.20認證可自由轉(zhuǎn)換申請IEC61340-5-1認證。

  關(guān)于我們

  SNQA是國內(nèi)第一家獲得獨立認可的 ESD20.20 項目的認證機構(gòu)。

  頒發(fā)攜帶 ESDA 認可標(biāo)志的認證證書。

  在國內(nèi)獲得 10 名合格的審核員。

  本土化的服務(wù)，大幅度的降低了企業(yè)認證的成本，簡化了程序。

  為全國客戶提供權(quán)威而專業(yè)的培訓(xùn)，頒發(fā)帶有 ESDA 認可標(biāo)志的培訓(xùn)證書。

ESD知識介紹

   靜電的產(chǎn)生及危害

  靜電是一種客觀存在的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦、電器間感應(yīng)等。靜電的特點是長時間積聚、高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。

  人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應(yīng)等因素，可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的靜電。

  靜電在多個領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害，常常造成電子電器產(chǎn)品運行不穩(wěn)定，甚至損壞。

  生產(chǎn)過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，屏蔽與接地。

  人體靜電防護系統(tǒng)主要有防靜電手腕帶、腳腕帶、腳跟帶、工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄放，中和與屏蔽等功能。

  靜電防護工作是一項長期的系統(tǒng)工程，任何環(huán)節(jié)的失誤或疏漏，都將導(dǎo)致靜電防護工作的失敗。

靜電的危害

  靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。平時可能體會不到，人走過化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑料說明書大約7000伏，對于一些敏感儀器來講，這個電壓可能會是致命的危害。

  靜電學(xué)主要研究靜電應(yīng)用技術(shù)，如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等。更主要的是靜電防護技術(shù)，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領(lǐng)域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失 近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，靜電放電的電磁場效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題，已經(jīng)成為一個迫切需要解決的問題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過程的高速化, 使得靜電能積累到很高的程度,另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用, 如輕質(zhì)油品, 火藥, 固態(tài)電子器件等, 工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業(yè)年損失達上百億美元。在興航工業(yè)，靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾興航飛行器的運行。1967年7月29日，美國Forrestal航空母艦上發(fā)生嚴(yán)重事故，一架A4飛機上的導(dǎo)彈突然點火，造成了7200萬美元的損失，并損傷了134人，調(diào)查結(jié)果是導(dǎo)彈屏蔽接頭不合格，靜電引起了點火。1969年底在不到一個月的時間內(nèi)荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產(chǎn)生的靜電引起相繼發(fā)生爆炸。

  我國近年來在石化企業(yè)曾發(fā)生30多起因靜電造成了嚴(yán)重火災(zāi)爆炸事故。許多工業(yè)發(fā)達國家都建立了靜電研究機構(gòu)，我國從60年代末開始開展了一些靜電研究工作，80年代開始以來, 我國的靜電研究發(fā)展極為迅速。1981年成立了中國物理學(xué)會靜電專業(yè)委員會并召開了第一次全國靜電學(xué)術(shù)會議,全國性的和各地方的靜電學(xué)術(shù)會議不斷召開，靜電研究和應(yīng)用的范圍也越來越廣,科研隊伍不斷壯大。

  什么是ESD

  簡言之，ESD就是電荷的快速中和，電子工業(yè)每年花在這上面的費用有數(shù)十億美元之多。我們知道所有的物質(zhì)都由原子構(gòu)成，原子中有電子和質(zhì)子。當(dāng)物質(zhì)獲得或失去電子時，它將失去電平衡而變成帶負電或正電，正電荷或負電荷在材料表面上積累就會使物體帶上靜電。電荷積累通常因材料互相接觸分離而產(chǎn)生，也可由摩擦引起，稱為摩擦起電。

  有許多因素會影響電荷的積累，包括接觸壓力、摩擦系數(shù)和分離速度等。靜電電荷會不斷積累，直到造成電荷產(chǎn)生的作用停止、電荷被泄放或者達到足夠的強度可以擊穿周圍物質(zhì)為止。電介質(zhì)被擊穿后，靜電電荷會很快得到平衡，這種電荷的快速中和就稱為靜電放電。由于在很小的電阻上快速泄放電壓，泄放電流會很大，可能超過20安培，如果這種放電通過集成電路或其他靜電敏感元件進行，這么大的電流將對設(shè)計為僅導(dǎo)通微安或毫安級電流的電路造成嚴(yán)重損害。

  有多種模型可以用來表述器件如何受到損害，如人體模型(HBM)、機器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)以及電場對器件的影響等。對于自動裝配設(shè)備而言，主要考慮后三種損壞模型(模式)，我們在下面分別進行討論。

  機器模型/模式 自動裝配設(shè)備使用導(dǎo)軌、傳動帶、滑道、元件運送器和其他裝置來移動器件使之按工藝要求的方向運動，如果設(shè)備設(shè)計不當(dāng)，傳動帶和運送系統(tǒng)上可能會積累大量電荷，這些電荷將在工藝過程中通過器件泄放。設(shè)備部件通過器件放電就稱為機器模型/模式。

  帶電器件模型/模式 如果一個器件因某種原因累積了電荷并與一個帶電少的表面相接觸，電荷就會通過器件上的導(dǎo)電部分泄放。當(dāng)器件向其他材料放電時，就稱為帶電器件模式，用帶電器件模型表示。

  電場影響 電場感應(yīng)會在IC阻性線路間產(chǎn)生電位差，引起絕緣體介質(zhì)擊穿。造成失效的另一個原因是器件上的電荷在電場中會被極化，從而產(chǎn)生電位差并向異性電荷放電，形成雙重放電或中和。在ESD控制中使用了具有不同電阻特性的材料，這些材料用在自動裝配設(shè)備中可以獲得理想的效果。描述材料電阻特性通常用表面電阻率或體電阻率。

常見概念及應(yīng)用

  表面電阻率：簡單地說表面電阻率就是同一表面上兩電極之間所測得的電阻值，將電極形狀和電阻值結(jié)合在一起通過計算可得到單位面積的電阻值?，F(xiàn)在市面上可以買得到讀數(shù)為單位面積電阻值的測量儀。

  體電阻率：體電阻率是通過材料厚度的電阻值，單位是Ω·cm。

  導(dǎo)電材料：導(dǎo)電材料指表面電阻率和體電阻率分別小于1000,000Ω和1000,000Ω·cm的材料。

  耗散材料：耗散材料指表面電阻率和體電阻率分別小于1000,000,000,000Ω或1000,000,000,000Ω·cm的材料。

  防靜電材料：“防靜電”指的是能夠抑制電荷累積，可以在材料制造過程中添加或者局部加入某種物質(zhì)得到這種特性。防靜電材料無需用表面或體電阻率表示。

  導(dǎo)電添加劑和薄膜 如果由于成本或者其他設(shè)計上的原因只能使用塑料材料或復(fù)合材料時，可以使用添加劑改善靜電特性，將添加劑混入塑料材料中，根據(jù)添加劑和樹脂百分比不同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性。

  在樹脂中加入纖維可以使之獲得導(dǎo)電性或耗散性并增強強度，這種纖維可能本身就有導(dǎo)電性或者采用了表面電鍍工藝。雖然添加纖維可得到這些好處，但它也改變了收縮率和韌性。填充劑可以提供導(dǎo)電性和耗散性，增加強度，但常常會降低基體樹脂的硬度。表1是一些常見的導(dǎo)電添加劑。

  傳送帶 傳送帶用來輸送元件、PCB和其他器件，材料一般為塑料、纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機器其他部分傳來的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳動&a