现代光电工厂ESD现状与规划

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,ESD(Static Electricity Discharge),结合公司以后的发展均认为:必须提高目前公司全体成员的ESD防护意识. 特拟定此专案说明.希望各中、基层管理干部认真阅读,使大家达成共识.,ESD,系统规划,建立,ESD,防护区域，提高品质，杜绝隐患，保证顾客满意度。,一,、背景,IQC,生产线，电子仓，,SMT,维修。,电子车间，组装车间，工程部，品管部，所有接触电子元件、PCBA和PCB板人员。,四、对象,二、目的,三、区域,随着电子科技的的日新月异，电子产品的走向是体积小，高密度，高速度，低功率，在这种情况下产品很容易受到外来的干扰，尤其在消费者意识抬头之际，质量观念巳深植人心，如果产品质量不佳，势必会被市场淘汰，而在众多干扰源里，ESD 是一典型的来源，因为 ESD 随时随地，伴随着人、物产生。,1,、,ESD,基础知识介绍,2,、,静电控制,3,、,现代光电目前的,ESD,现状,4,、,现代光电,ESD,系统的规划,五、内容,1.1,基本概念,1.2,静电的产生,1.3,静电的特点,1.4,静电的危害,1.5,材料的电特性,1.6静电对电子元件的影响,1.7静电对电子产品损害有哪些特点,1,、静电基础知识,1.1,基本概念,静电：静电就是物体上多余的电荷。它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。,静电放电（,ESDElectrostatic Discharge,）：带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式：接触放电，电场击穿放电。,1.1,基本概念,常见的名词、术语,静电敏感度,(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity),静电敏感器件,(ESSDElectrostatic Sensitive Devices),EPA:ESD Area(ESD,控制区域,),Protect Area(ESD,防护区域,),ECA:ESD Control,静电电压能够由,以下几种情况产,生：,摩擦剥离起电,感应起电,电容的改变,科学定理,1,、库仑定理,同性排斥,异性吸引,2,、,V=Q/C,V=,电压（伏特）,Q=,电荷（库仑）,C=,电容（法拉）,1.2,静电的产生,1.2,静电的产生,1.2,静电的产生,1.2,静电的产生,1.2,静电的产生,1.3,静电的特点,1.3,静电的特点,高电位：,可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千伏（人通常对,3.5KV,以下静电不易感觉到）。,低电量：,静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。,作用时间短：,微秒级。,受环境影响大：,特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。,1.4,静电的危害,通信产品故障,软件故障,30,多,硬件故障中器件失效,30%,多、外应力（环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等）导致产品故障约,30,器件失效中,EOS/ESD,失效率占,3040%,，而高静电敏感的器件,EOS/ESD,失效率高达,60%,左右。,1.4,静电的危害,1.4,静电的危害,1.4,静电的危害,1.4,静电的危害,1.4,静电的危害,器件静电损伤少部分能够在产品出厂前得到检验控制，大部分流入市场用户，降低产品质量和寿命，导致数量级增加维护成本，降低信誉！,特别是LED灯珠，IC等敏感元器件，传输产品中的高速器件多次受静电损伤，严重影响产品的可靠性。,1.5,材料的电特性,绝缘体很大的体电阻,110,11,导体很小的体电阻,110,4,静电释放材料体电阻,110,4,110,11,1.6静电对电子元件影响,静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差，会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的影响：,（1）静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。,（2）静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。,（3）静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损伤和不稳定）。,（4）静电放电产生的电磁场幅度很大（达几百伏/米）频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产器造,成干扰甚至损坏（电磁干扰）,1.7静电对电子产品损害有哪些特点,(1). 隐蔽性,人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为23 KV,所以静电具有,隐蔽性,。,(2). 潜在性,有些电子元器件,(,LED/IC),受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放,电会给器件造成内伤而形成隐患,存在时好时坏的可能。因此静电对器件的损伤具有,潜在性,。,(3). 随机性,电子元件,(,LED/IC),甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机动性性。其损坏也具有,随机性,。,(4).复杂性,静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品,(LED/IC,),(如:集成电路)的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有相当的,复杂性,1,、,ESD,基础知识介绍,2,、,静电控制,3,、,现代光电目前的,ESD,现状,4,、,现代光电,ESD,系统的规划,2,、静电控制,2.1,为什么要进行,ESD,控制（,Why,）,2.2,哪些人要参与进行,ESD,控制（,Who,）,2.3,在哪些地方需要进行,ESD,控制（,Where,）,2.4,控制什仫（,WHAT,）,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,2.1,为什么要进行,ESD,控制,(Why,）,2.2,哪些人要参与进行,ESD,控制（,Who,）,2.3,在哪些地方需要进行,ESD,控制（,Where,）,2.4,控制什么（,WHAT,）,EPA(ESD Protection Area),环境 个人,材料,地板 个人物品 原材料,温湿度 工衣 周转材料,工作台 工鞋 包装材料,工装夹具 接地, ,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,静电控制的原则,在,EPA,控制区域操作所有静电敏感器件,存放、运输所有静电敏感器件要用法拉第笼,测试和监控整个静电控制流程,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,EPA,控制方法,定义区域的防护水平,区域明确定义和标识,对区域内的所有导体包括人员可靠接地,消除一切不必要的静电产生源,运用,12,英寸原则,ESD,防护体系文件的建立,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,EPA,区域静电防护等级定义原则：,产品的静电防护等级,客户需求,当前,ESD,问题调查结果,领导层的期望,EPA,区域静电防护等级的分类：,一级,EPA,区域,100V,二级,EPA,区域,500V,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,温度和湿度要求：,一级,EPA,区域（如：生产制造和维修区域等静电高风险区域）温度：,2030,相对湿度,(RH),：,4575%,二级,EPA,区域的温湿度一般要求：,温度：,1030,相对湿度,(RH),：,3075%,注：产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际条件采取相应的局部环境保证措施。,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,d,EPA,区域接地要求,接地类型：,硬接地：直接接地或通过一低阻抗同大地相连 （要求接地电阻,4,）,软接地：通过足够的阻抗接地，从而把电流限制在人体安全电平（一般为,5mA,）下 。通常采用串接,1M,阻值接地。,接地要求：,仪器、金属体等必须连接到公共接地点上,接地线应采用黄绿色或黄色线,鳄鱼夹接地是不能被采用的,电批、电烙铁必须加强接地,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,ESD,地,2.5,怎样进行,ESD,控制（,How,）,ESD,控制稽查与评估,1,、,ESD,基础知识介绍,2,、,静电控制,3,、现代光电,目前的,ESD,现状,4,、,ESD,系统的检测与保养,1,、生产车间,ESD,状况,2、,SMT ESD,状况,3、电子仓接地状况,4,、,插件拉,ESD,现状,2,、生产车间,ESD,状况,NO.,1,名称,目前现状,手腕带,建议：统一使用有绳静电带。,无绳,有绳,优点：移动方,便,放电原理,：中和电子,缺点：防护效果差,优点：防护效果好,放电原理,：通过内部,1M,电阻对大地放电,缺点：不利于移动,2,、生产车间,ESD,状况,NO.,2,名称,目前现状,接地线,建议,：为保证功能，选择直径,2.5mm,包皮铜线。,优点：钢丝弹性好，拉线美观,缺点：接触电阻大，易造成接触不良,优点：接触电阻小,缺点：弹性差，时间久了影响美观,钢丝绳,包皮铜线,剥皮露铜,2,、生产车间,ESD,状况,NO.,3,名称,目前现状,工作台,建议：统一静电台垫,缺点：非防静电材料,优点：防静电材料,桌面,静电席,2,、生产车间,ESD,状况,NO.,5,名称,目前现状,PCBA,板放置与运输,建议：,统一定制防静电胶盘或,泡棉,缺点,：,PCBA,摩擦造成烂料，掉料，并且不能达到防,ESD,要求,优点：达到,ESD,和运输工艺要求,推车叠板放置,用防护,ESD,泡绵或胶盘,必须是防静电材料,41,2,、生产车间,ESD,状况,NO.,6,名称,目前现状,地板,建议：,需进行,ESD,效果测试，看是否符合标准,涂漆地板,42,3,、,SMT,ESD,接地状况,NO.,2,名称,目前现状,PCBA,放置,建议,：统一用防静电,笼,或,防,静电,盒放置,木（胶）箱叠板放置,缺点：,PCBA,摩擦造成烂料，掉料，并且不能达到,防,ESD,要求,优点,：符合静电和放置要求,静电笼放置,43,4,、货仓,接地状况,NO.,1,名称,目前现状,货仓,建议：,单独建立静电易损元件货仓，进行标准规范,缺点：,没接入地线，不符合静电要求,货仓没接入地线,IC,柜,44,4,、,插件拉接地状况,NO.,1,名称,目前现状,插件拉,建议：,1 .,目前插件拉没有设静电带接地线，统一使用无绳静电带，且有时没有佩戴。,2 . PCBA,板运输车大部分没有防静电接地链,3 .PCBA,板装箱不符合,ESD,要求，板与板之间应进行防静电隔离,1,2,3,45,ESD,现状问题建议方案,1,、增加专用,ESD,接地桩，与仪器设备保护地（,PE,）分开,要求：,1,）接地阻值,4,2,）,主线,10mm,多股带皮铜线，干线,6,mm,多股带皮铜线,支线,2.5mm,单股带皮铜线，,3,）主干支线之间用连接盒,/,箱连接,2,、,统一用有绳静电带,4、 统一工作台静电台垫,5,.,货仓建立敏感元件静电区,6,.,统一,PCBA,板运输静电防护,7、静电防护关键位置引进离子风机（待评估 ）,8,、,引进加湿系统、,ESD,门禁系统（待评估 ）,3,、 半成品，SMT增加静电箱和静电周转,1,、,ESD,基础知识介绍,2,、,静电控制,3,现代光电,目前的,ESD,现状,4,、,ESD,系统的检测与保养,4,、,ESD,系统的检测与保养,测量,ESD,需要专门的测试仪器,。,静电带测试仪,接地电阻测试仪（钳型表）,静电电压测试仪,点对点电阻测试仪,4,、,ESD,系统的检测与保养,2,、设定专人检测并填写测量数据，数据存档。,工厂,ESD,测量项目,49,