3-工厂和实验室静电防护工程资料.ppt

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1、第三部分第三部分 工厂和实验室静电防工厂和实验室静电防护工程（护工程（2小时）小时）工厂和实验室静电防护工程（工厂和实验室静电防护工程（2小时）小时）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 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

2、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O OO OO O*O OO O*O O*O O防静电大褂防静电大褂1111*O O*O OO OO O*O OO OO OO OO OO O防静电袜防静电袜1O1OO OO O*O OO OO O*O OO OO OO OO O防静电拖鞋防静电拖鞋9 9*O O*O

3、OO O防静电鞋防静电鞋8 8*O OO OO O*O O*O O*O O*O OO O防警电活动地板防警电活动地板7 7*O OO OO O*O O*O O*O O*O OO O防静电桌地垫防静电桌地垫6 6O O*O OO OO O防静电终端台防静电终端台5 5O OO OO O*O O*O O*O OO OO O*防静电工作台防静电工作台4 4*O O*O O导静电地板导静电地板3*O OO O*O OO OO OO O*O OO O*O O*O OO O防静电地板防静电地板2 2*O O*O O*O OO O静电安全识别标志静电安全识别标志l l汽汽车车煤煤矿矿轮船、轮船、汽车、汽车、

4、油库油库印印刷刷纺纺织织航航空空*天天石石油油化化工工火火工工计算机计算机交换机交换机返返检检修修包包装装调调试试检检验验波波峰峰焊焊整整机机装装联联预预处处理理S SS SD D周周转转库库房房发发料料S SS SD D检检验验S SS SD D制制造造供供销销部部门门设设计计工工艺艺工业部门防静电技术措施工业部门防静电技术措施机房机房电子产品生产控序序号号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12防静电工作眼0*00*000*00

5、*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

6、*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*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防静电脚束OOOO41防静电元件盒OO*O*42防静电IO包

7、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

8、车轮胎*OO60防静电取样绳*61防静电清洗机*62防静电门OOOOOO静电操作系统组件的性能要求组成件QJ195090IECSC15D47儿D防静电工作台垫台垫上任意一点的对地电阻105109欧姆2静电泄放至100V以下的时间小于1s1表面电阻75X105，10102对地或可能接地点的电阻75X1051010存放架（同上）地垫（板）（同防静电工作台垫）1表面电阻1X1010欧姆2对地或可能接地点的电阻1X1010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35X107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Q2静电泄放至100

9、V以下的时间小于01s对地或可能接地点的电阻75X105欧姆，35X107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35X107组成件QJ195090IECSC15D47/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101

10、2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、340380、4201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10141018降至106108n;2电压由峰值下降到12峰值的时间应小于05s腕带连接线端对端电阻75x105欧姆，5X106欧姆防静电工作服

11、1 表面电阻1X1012欧姆2对地或可能接地点的电阻一1X 1012欧姆3对地电用或表面电阻的最小值由相关安全标准确定4当表面电阻或接地电阻大于 1010欧姆时，电荷衰减到起始值的10的时间小于2s手套和指套1对地或可能接地点的电阻75X105欧姆，1X1012欧姆2当对地电阻大于1010欧姆时，电荷衰减到起始值的10的时间小于2S工作椅对地或可能接地点的电阻109欧姆如何配置静电分区?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HBM,MM

12、,CDM,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.假象的电源模块MOS器件分区举例-高保护区区域工作任务:对电路板上的MOS器件进行插接,为半自动生产线,经常性的工作人员有4位轮班,经常性的技术人员,质检,设

13、备维护等有二人,其他无关人员严格禁止热线进入.区域的静电指标:经对该区域的加工的电路工序和工件内容综合分析给出区域的静电指标:HBM 为不大于250V,属于0类.MM指标为50V,属于M1类.CDM小于100V 属于C1类.该区域静电防护要求很高.区域的设定:该区域易设计为带门禁的隔离岛.区域的准入条件为一级控制.物品的进入严格控制,基本用具配备在隔离岛内.工件入口处进行去静电处理.区域的配置:(1)环境按要求进行配置,如地板,天花板,墙壁和隔离栏,接地系统,工作台,座椅,工具.器件盒,记录本,传输带等防静电(2)个人全套静电防护设备,防静电手腕,衣帽鞋以及测试仪表(3)辅助用料,如抗静电剂(

14、4)防静电警示标记等.区域的静电防护手册:1 区域的功能描述;2 区域的静电防护操作系统的配置.3 操作系统的审计,检测方法和维持程序4 区域的静电事件,规定在其内有十三项标准活动,每种活动有标准的程序和动作分解.规定有10项易违反规定的事件和措施.5 区域的责任人和每个进入人员的职责和资格要求和资格标示.6 区域标准记录文档,记录静电事件和持续改进.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

15、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.实际上ESD防护水平是通过SPC的方法来得到的,有关SPC我们专门讨论.举例某医疗仪器生产厂,规模较小,只有一个生产线.其整个生产线的ESD水平为100V,划分为3种区域.并按设计要求配置静电防护操作系统.生产的产品为发现一例ESD质量事件.但由于特殊原因,必须在超越生产线生产能力的时间内赶制一批定单.维持工厂临时增加了一个生产线.但

16、生产的产品在厂内检查时就发现了ESD质量问题.为此,工厂在不增加投资情况下,通过生产细分和优化,对生产线进行重组,保证了生产任务的完成.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.3ESD防护集技术,培训和行为为一

17、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 CLASS0 第零类:0-199V CLASS1 第一类:200-499 CLASS2 第二类:500-1999 CLASS3 第三类:2000以上 CLASS4 第四类: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0类组装或制造,那么在该区的所有仪器设备也必须是0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,

18、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.控制需求-Control Requirements(Note1)器件 ESD敏感阈值Device Sensitivity(Volts)0-199200-499300-1,9992,000-16,000NONE工作区分类 Work Area ClassificationRRRR人力培训计划Personnel Training ProgramRRRR人力资格认证Personnel CertificationRRRR审计 AuditingRRRR统计过程控制 Statistic

19、al Process ControlRRRR生产设备认证Production Equipment Certification*RRRR人体接地Personnel GroundingRRRR地板和地板垫Flooring,Floor Finishes,and MatsRSSS运输产品Transporting Products*RRRR 运输车Carts*RRSS 静电安全包装 Static-Safe Packaging*RRRR 静电安全袋Static-Safe Baqs*RRRR 静电安全管 Static-Safe Tubes*NPRRR Static-Safe 手提盒*RRR+R+静电产生材料

20、控制Static-Generating Matenal Control*RRRR静电耗散工作面 Dissipative Work Surfaces*RRRS金指套Dissipative Gold Finger Shunts*RRRS异常测试Extraordinary Measures*RSSS其他Other ControlsSSSS遵守标准Installation StandardsRRRRNote 1:Control requirements are described in more detail on the following pages.Note 2:R=Always require

21、d when used.S=Required when specified by Engineering.NP=Not Permitted for Class 0 CDM sensitive devices.Note 3:Some sections(Flooring,Floor Finishes and Mats through Extraordinary Measures are process-specific and may not apply to all applications.Applies to CDM ESD events.t See Static-Safe Tote Box

22、es section tor further explanation.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75X10535X107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106108防静电工作用穿着情况目出检查应扣紧钮扣，穿戴士齐防活电鞋袜穿过情况目测检查应穿着整齐每周检查防静电工作台接地憎况目测检查，接地良好防静电地垄完好俗况目测检查应清洁，无损坏腕带、台垫等的接地连接情况目测检查，应良好工作台垫对地电阻75X1051X1010地垫对地电阻75X1051x1010每月检查防静电工作风浴电位土200V防静电工作区内静电位在未防护的静电敏感器件周围35cm内200V每

23、季度检查话电耗散工作面对地电阻75X1051x1010导体表面对地电阻10静电导体工作面对地电阻100k当没有串联电阻器时11M当有用联电阻器时防静电地板对地电阻104，109防静电地板表面点对点电阻104，109腕带监视器检查380k，10M在240V电压下可能的接地点对地的电气连续性l0每半年检查离子发生器消静电荷能力按制造厂说明书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

24、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

25、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.

26、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

27、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）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.,防静电济等 静电中和和消除设备防静电程序和技术文件,表格,手册等