工厂防静电技术要求.docx

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工厂防静电技术要求

工厂防静电技术要求

工厂防静电工艺规范

1范围

本标准规定了科学保护电子元器件，减少静电对产品的损害，提升我们的产品质量。

本标准适用于公司各部门,商用空调可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

ANSI/ESDS2020静电放电控制程序

IED61340-5-1电子器件静电的防护——基本要求

GB12014防静电服

GB12158防止静电事故通用导则

GB/T15463静电安全术语

GB21146个体防护装备职业鞋

GJB/Z25电子设备和设施的接地,搭接和屏蔽设计指南

GJB/Z105电子产品防静电放电控制手册

GJB3007A防静电工作区技术要求

SJ/T10694电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1名词解释：

3.1.1静电：

一种处于相对稳定状态的电荷。

由它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。

3.1.2静电放电（ESD）：

是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象。

3.1.3静电放电敏感器件（SSD或ESDS器件）：

易于受静电放电损坏的电子器件（组件）。

3.1.4静电感应：

在静电场影响下引起物体上电荷重新分布，并在其表面产生电荷的现象。

3.1.5静电耗散：

将电子生产用的各类用品（装备）用ESD防护材料来制备。

当因各种原因在其上产生静电时，通过静电消散使其静电不能在用品（装配）的某点或区域积聚，降低单位面积的静电电量，从而降低静电电位作用，防止静电放电的发生。

3.1.6静电泄露：

将带电体上的电荷通过内部和其表面等途径，而使之部分或全部消失的现象。

3.1.7静电中和：

将带电体上的电荷与其内部和外部相反极性的电荷（电子或离子）的复合而使所带静电荷部分或全部消失的现象。

3.1.8静电屏蔽与接地：

对某些高压电源屏蔽与接地，从而避免静电场对SSD和SSD组件的感应及静电放电的产生。

3.1.9防静电工作区（EPA）：

配备各种防静电设备和器材、能限制静电电位，具有确定边界和专门标记的适于从事静电防护操作的场所叫防静电工作区；凡是操作或生产静电放电敏感电子产品（元器件）的场所，都应视为需要防静电的工作区，在该区域内不论是硬件还是软件管理都应符合防静电系统构成的要求。

同时在工作区内任一指定空间所允行的对大地（接地）的静电电位值不超过±100伏（A级），或者不超过±1000伏（B级）。

见如下附图1：

1附图1:

防静电工作区域

图1

1-防静电接地轮子2-接地的工作表面3-防静电仪表

4-鞋祙试验器5-腕带和腕带接地6-接地线

7-静电放电接大地装置8-静电地9-接地连接点

10-脚跟带（静电鞋）11-消电器（离子风机）12-防静电台（桌）垫

13-防静电椅14-防静电地板15-防静电工作服（带防静电帽）

16-防静电存放架17-防静电托盘（架）18-防静电工作区警示标记

19-机器设备

3.1.10表面电阻：

在一给定的通电时间后，施加于材料表面上的标准电极之间的直流电压对于电极之间的电流的比值，单位Ω。

3.1.11表面电阻率：

沿试样表面电流方向的直流电场强度与该处电流密度之比，单位Ω/阻率：

定义为单位宽度、单位长度材料的表面电阻值，即正方形材料两对边间的表面电阻值，单位为Ω，其数值大小与正方形的几何尺寸无关。

3.1.12体积电阻：

在一给定的通电时间后，施加于材料的相对两个表面上的接触电极之间的直流电压与流过两电极电流的比值，单位Ω。

3.1.13体积电阻率：

沿试样体积电流方向的直流电场强度与该处电流密度之比，单位为Ω·m。

3.1.14静电接地：

将带静电物体或有可能产生静电体与大地构成电气回路的接地叫静电接地。

3.2测量仪表:

3.2.1手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪：

用于检测手腕带，脚带，防静电鞋是否符合要求，一般设立在车间入口处较明显的位置，以方便测量。

3.2.2除静电离子风机检测仪：

用于定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围。

3.2.3静电场探测仪：

用于测量静电场以反映静电的存在，以电压形式读数，用来测试环境的静电强度。

一般受环境影响和静电瞬间特性，很难真实反映实际情况。

3.2.4静电屏蔽袋测试仪：

用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。

3.2.5表面电阻测量仪：

用于测量材料表面电阻，体积电阻。

3.3人体静电防护用品：

防静电工作服、防静电鞋（鞋束）、手腕带、手套（指套）、帽子、袜子。

生产现场人员配具见附表:

岗位作业过程人体防静电配具表。

3.3.1防静电工作服：

防静电工作服采用导电纤维和棉等混纺制成，或用渗碳或导电合成纤维布制作。

当与其它物体摩擦时，产生的静电通过导电维与人体的接触泄露或通过导电纤维间的电晕放电、耗散，从而防止静电积累。

3.3.2防静电鞋（导电鞋）：

该鞋鞋底是用加入导电材料的合成橡胶（橡塑）制成，用以将ESDS器件操作人员所带静电荷泄露大地，防止人体静电积累。

3.3.3防静电腕带和脚带：

操作ESDS器件的人都应使用防静电腕带和脚带，腕带和脚带的作用是迅速将人体静电荷泄露到大地。

一航的防静电腕带由带扣、带子和接地连接线组成。

带子、带扣和接地连接线具有良好的电气接触。

为了保证操作人员安全，通常在腕带的接连接线上串有一只1MΩ电阻，以限制人体触电时流过的电流不大于5毫安。

3.3.4防护指套：

操作ESDS的器件的人所使用的指套，是用加入抗静电剂的乳胶制成，用以预防ESDS器件因不等电位造成损失。

指套的表面和体积电阻应低于1×109Ω。

3.3.5防静电袜子：

防静电袜子是在袜底材料中植入导电丝制备而成，用来实现人体和导电鞋的电气接触。

袜底电阻不应大于1×108Ω。

3.3.6工作帽：

制作帽子材料和工作服一样，不仅用于防静电，而且具有防止操作人员头部尘埃，毛发掉落ESDS器件的防尘作用。

4岗位防静电策略：

4.1静电接地工程：

4.1.1一般情况下，由于静电接地泄放静电有时会产生较高脉冲，对仪器产生干扰；以及仪器设备漏电时，对人体造成安全危险，因此静电接地系统与设备接地系统要分开，其接地地桩应相距至少10m。

4.1.2接地系统选地时应注意土壤电阻率要小于5*104Ω.m，接地体与土壤的接触面积极要大，接触密度要高，接触要紧。

静电接地电阻一般要求小于2Ω。

4.2电子一般操作岗位了防静电策略：

见附表1：

岗位作业过程人体防静电配具表

岗位名称

防静电用品

固定操作

AI

操作

SMT操作

OTP室

成型

上料员

波峰操作

维修岗位

辅助人员

入仓运输

成品检验

进货检验

参观人员

防静电工作帽

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防静电工作服

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防静电手腕

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防静电手套

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防静电指套

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防静电脚腕

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防静电袜子

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防静电鞋

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导电鞋束

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表1

○表示需要时配置项目或局部配置项目●需无条件配置项目-表示无此项要求

固定岗位：

在此，固定岗位指会接触静电敏感器件不用移动进行性操作的岗位。

4.3在线移动操作岗位防静电策略：

会接触电控部件静电敏感器件的移动操作工位防静电措施，由于其移动范围大，带防静电手环不利于操作，利用防静电地垫代替了静电地板，操作人员带防静电脚环,穿防静电鞋，双脚在防静电地垫内进行操作。

如下图2：

图2

4.4防静电区域通用接地方法，如下图3：

图3

4.5总装电控维修场所与维修人员必需进行相关防静电对策，并参照4.4执行。

5工厂的防静电对策

5.1防静电基本对策

防静电基本考虑方式有①防止静电产生；②对带电体进行静电泄露；③避免静电放电（适量缓慢释放）。

5.1.1工厂环境

5.1.1.1作为工厂环境内的防静电对策的根本，应设置专用静电接地线，并与设备用接地线分离，在工程内单独铺设防静电对策用的接地线。

5.1.1.2在环境的温、湿度方面应进行对策管理，温度尽量控制在15~30度，湿度能控制在45~75%范围，禁止在相对湿度低于30%的环境内操作SSD（静电放电敏感器件）。

5.1.2作业环境

对作业台及作业椅子等工程内使用物品的基本对策是连接接地线，确保静电的释放路径。

在有带电可能性的场所使用表面电阻率在104~109Ω之间的材料，并且与防静电对策用接地线相连接。

另外，尽可能不用不锈钢板直接做为防静材料。

5.1.3作业者

作业者防静电对策的基本是穿戴防静电作业服、静电手环和静电鞋。

通常情况下，人体和椅子及衣服摩擦、鞋与地面的摩擦等会产生数KV的静电。

防静电工作服可以抑制带电，并且可以通过静电手环和静电鞋接地，不对半导体放电。

其中最基本的要求是工程上所有接触半导体和基板的作业人员都应严格遵守各项规定。

5.1.4部品收纳

5.1.4.1半导体部品单品的情况下，要求对静电耐压值以下的静电实施抑制管理。

同时，除了对作业者进行防静电对策之外还有必要注意用带电防止袋收纳部品。

5.1.4.2基板实装结束的部品因为回路设计时进行了对策，部品单品的静电耐压值有提高，这是事实。

但是，如果使用没有进行静电对策的周转箱就很容易带上数KV的静电，所以有必要使用静电对策材料的周转箱。

5.1.5设备、治具

5.1.5.1对设备、治具的静电对策基本上与作业台和作业椅的对策相同。

也就是说，在有带电可能性的场所，应使用表面阻率在106~109Ω范围内的材料，设备与设备用接地线连接，治具与静电对策用接地线相连接。

5.1.5.2传送带本体及回转部分应与接地线连接，无法连接的部分应用除电刷等进行除电。

5.1.5.3焊烙铁、电气螺丝刀使用3芯型的，若用2芯的话要与接地线连接。

由于计测器、CRT面板前也会产生静电，所以希望进行带电防止过滤和带电防止气喷等对策。

另外，也会有看漏的点，所以在治具设计时应特别注意选择防静电的材料。

5.1.6除电器（静电消除器）

对绝缘体来说，静电接地对防静电基本上没有作用的，即使进行了接地电荷也不会移动。

因此带电的塑料和外壳工程除电，以及其他接地无法对策的情况，需使用静电消除器。

另外，如果使用表面电位计检查工程带电状况后，若接地也无法取得良好除电效果，可考虑导入静电消除器。

静电消除器应能消除任何一种极性的电荷，并在其有效防护区域内使静电位保持在规定值以内，中和能力应优于±250V/S，一般配置离子风扇，中和能力控制在1000V中和至100V的时间在2秒以内。

5.1.7测定

5.1.7.1测定电位：

为了确认各种对策的效果，使用表面电位计测定电位。

虽然有必要精确测定带电物体的电荷，但因为这种测定比较困难，所以现在一般较广泛采用的是电位测定，对工程中使用的作业台和作业椅、周转箱和插板、作业者等的带电电位进行测定。

5.1.7.2测定电阻：

测定接地间的阻值，确定接地点的阻值在小于2Ω。

5.1.7.3测定电阻率：

在购入防静电周转箱和防静电服等防静电配置时，要进行测定表面电阻率。

5.1.8管理

静电防护区标记，希望使用“静电对策标记”并有效区别静电对策与非静电对策品的区别。

5.2个别静电对策

●表示需强制实施项目

○表示一般的项目,非强制项目

△表示重点项目,是指对工程上有带电电位绝对值在100V以下的设计必要的场所进行估计并区分。

区分

实施对象

实施内容

类别

工厂环境

基本接地

加湿

静电对策用接地线的设置

加湿器湿度控制

●

△

作业环境

作业床

作业台

作业椅

台车

导电垫、不锈钢钢板的铺设及接地

导电垫的使用和接地

对策椅子的导入和金属链子的接地

金属链子和导电轮的接地

●

●

△

△

作业者

工作服

静电手环

静电鞋

手套、脚套

防止带电作业服的穿着

静电手环的配戴和接地

静电鞋、防静电脚环的穿戴与接地

防止带电手套、导电性指套的戴用

●

●

△

△

部品收纳

部品放置架

周转箱

部品箱

P板基板箱

包装

导电垫的使用及接地

防静电周转箱、隔板的使用和接地

防静电对策品的使用和接地

防带电基板箱的使用与接地

使用防带电包装材料

●

●

●

●

●

设备

传送带

防带电

●

治具

CRT计测器面盖

烙铁头

电气螺丝刀

作业指导书套

离子喷枪

治具材料

金属治具

防止计策器、CRT带电

3芯与2芯型的使用与接地

螺丝刀本身的接地

作业指导书套的带电防止与接地

离子喷枪的定期检查确认

树脂材料等非带电材料的使用

金属治具的电流限制和接地

△

●

○

△

○

○

○

除电

离子发生器

用离子发生器除去绝缘体带电

离子发生器的选定

离子发生器的设置和保养管理

△

△

△

测定

带电电位

接地间阻值

表面阻率

用表面电位计进行带电电位测定

根据绝缘电阻计及电极测定阻值

根据绝缘电阻计及电极测定阻值

△

△

△

管理

人体阻值

人体阻值

地下接地线

对策品

静电手环的导通及阻值测定

穿静电鞋时的阻值确认

D种（100Ω以下）接地阻值确认

静电对策记号的识别

●

○

●

○

5.3芯片烧录室OPT与贴片室SMT的防静电等级为A级防静电等级，其工作场所必需做好防静电标识。

5.4从事有可能接触静电敏感器件的新员工，必须进行防静电知识培训，并记录存档。

5.5进行入A级防静电区域时,必须进行防静电对策测量。

5.6静电放电防护标记

静电敏感工作区标记1静电敏感保护区标记2

5.7防静电检查表2

防静电检查表

检查部门:

编制:

审核:

检查日期:

确认项目

结果

备注

工厂环境

接地施工是设备接地与静电接地分开,是否有每年1次确认接地电阻

设备用的地线是否与人体用地线分离（防止触电）

人体用地线是否在接地点与专用接地或设备用地线连接

A级防静电作业场所的湿度是否保持45%-75%

作业环境

作业地面是否铺了导电胶皮，即要站立在防静电地面上

导电胶皮的接地连接点是否固定稳妥

作业台面上是否铺了防静电胶皮且与人体用地线接地

搬运车是否用链子或导电轮与地面接地

搬运车各层是否铺了导电胶皮或接地措施

搬运车搬运用通路是否已经做了对策静电了

A级防静电作业场所椅子是否是防静电椅子或防静电接地

作业员

作业员是否穿了防静电工作服

护腕、围裙、帽子等穿戴物是否进行了防静电措施

作业员是否穿戴了静电手环或防静电工作鞋

静电手环是否在与人体用地线接地

静电手环是否有保护人体用的1M抵抗

静电手环的金属部分是否与人体皮肤接触

作业员是否穿戴防静电工作鞋

穿防静电工作鞋的时候，是否穿了厚袜子或垫鞋垫（导电性下降）

是否规定使皮肤接触到静电测试仪器的金属面上

零部件仓库

静电测试仪器的金属脚是否接触到地面

周转箱是否使用导电性材料

周转箱下面是否接地

基板和基板之间的隔板是否使用了防静电材料

半导体保管箱是否使用防静电材料且接地

半导体放置架是否铺了防静电胶皮

半导体是否放置在防静电盒子里面

半导体防静电盒子是否放入到防静电袋子里面

将半导体从盒子里拿出时是否佩带静电手环

尾数半导体的保管状态是否使用导电海绵及导电性袋子

半导体保管场所是否与索料代、发泡胶等带电物隔离

架子的防静电胶皮是否与设备用地线接地

IC胶卷盒是否接地

表2

附　录　A

（资料性附录）

电子元器件静电放电损伤技术

第一章电子元器件抗ESD损伤的基础知识

1、静电和静电放电的定义和特点

2、对静电认识的发展历史

3、静电的产生

4、静电的来源

5、静电放电失效

第二章制造过程的防静电损伤技术

1、静电防护的作用和意义

2、静电对电子产品的损害

3、静电防护的目的和原则

4、静电防护材料静电防护器材

第一章电子元器件抗ESD损伤的基础知识

随着电子元器件技术的发展，静电对元器件应用造成的危害越来越明显。

一方面，电子元器件不断向轻、薄、短、小、高密度、多功能等方向发展，因而元器件的尺寸越来越小，尤其是微电子器件，CMOSIC中亚微米珊已经进入实用化，栅条宽度达到0.18um，栅氧厚度为几个nm，栅氧的击穿电压小于20V。

尺寸的减小，就使电子器件对静电变得更加敏感。

另一方面，在电子元器件制造和应用环境中，作为静电主要来源的各种高分子材料被广泛的采用，使得静电的产生更加容易和广泛。

因此，必须应用各种抗经典放电损伤的技术，使静电对电子元器件的危害减小到最低的程度。

1.静电和静电放电的定义和特点

通俗的来说，静电就是静止不动的电荷。

他一般存在与物体的表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。

静电是通过电子或或离子转移而形成的。

静电可由物质的接触和分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。

静电放电（ElectrostaticDischarge,ESD）,处于不同经典电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。

这种转移的方式有多种，如接触放电、空气放电。

2.对静电认识的发展历史

人类对静电放电危害的认识经历了一段漫长的历史，电子行业认识到ESD的危害只是最近几十年的事情。

1

千百年前，静电对人类来说曾经是非常神秘的。

2

中国发明了火药之后，静电对火药制造行业不再神秘了

3

美国独立战争期间，火药是在有潮湿的泥墙和泥地顶房子中制造的

4

现在，在静电火花可能引起爆炸的行业如面粉厂和医院的手术室都采取了特殊的防静电措施。

5

在其它行业，静电仍然是神秘的

6

在40和50年代，在塑料和胶片制造行业，发现了静电问题

7

在50和60年代，在电子行业，出现静电问题。

常常发生奇怪的失效，在光学显微镜下看不到失效原因。

失效分析的结论是原因不明。

8

MOS晶体管的普及和IC的发展使静电问题加剧

9

70年代后，IC的几何尺寸缩小使问题变得更加糟糕

10

真正的突破是半导体领域扫描电镜的应用，第一次即使最小的ESD损伤也能看到

11

1979年，EOS/ESD研讨会成立，主要研究ESD问题，寻求解决方法

12

80年代除，多数主要的电子制造商建立了他们的ESD组织，负责ESD问题

13

EOS/ESD也许是当今电子制造行业最主要的失效机理

3.静电的产生

通常物体保持电中性状态，这是由于它它所具有的正负电荷量相等的缘故。

如果两种不同材料的物体因直接接触或静电感应而导致相互之间电荷的转移，使之存在过剩电荷，这样就产生了静电。

带有静电电荷的物体之间或者它们之间有一点的电势差，称之为静电势。

经典产生的方式有很多种，如接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等，但主要是两种形式，即摩擦产生静电和感应产生静电。

图1.是两种物体直接接触后形成的，通常发生于绝缘体与绝缘体之间或者绝缘体与导体之间；图2.是带电物体与导体之间，两种物体不需要直接接触。

图1

图2

3.1摩擦产生静电

实际上，只要两种不同的物体接触再分离就会有静电产生。

但由于摩擦产生的热能为电子转移提供了足够的能量，因此静电产生作用大大增强。

表1常见物体带电顺序表

序号

材料

序号

材料

序号

材料

正电荷方向↑

8

羊毛

16

硬橡皮

1

空气

9

丝绸

17

镊、铜

2

人的手

10

铝

18

黄铜、银

3

兔毛

11

纸

19

聚酯人造纤维

4

玻璃

12

棉布

20

聚乙烯

5

云母

13

钢

21

聚丙烯

6

头发

14

木材

22

聚氯乙烯（PVC）

7

尼龙

15

琥珀

负电荷方向↓

表中任何两种物体摩擦时，可以接此来判断它们带电的极性，还可以大致估计所带电荷的多寡程度。

排在前面的材料与排在后面的材料相互摩擦时，前者带正电，后者带负电。

同种材料与不同材料相互摩擦时所点电荷的极性可能不同，如棉布与玻璃棒摩擦带负电，但与硅片摩擦带负电。

棉布与玻璃棒摩擦后所带的电量大于它与尼龙摩擦所带电量。

3.2感应产生静电

静电产生的另一个重要来源是感应生电。

当一个导体靠近带电体时，会受到该带电体形成的静电场的作用，在靠近带电体的导体表面感应出异种电荷。

尽管这时导体所带静电荷量仍为零，但出现了局部带电区域。

显然，非导体不能通过感应产生静电。

3.3影响静电产生和大小的因素

静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离子浓度有密切的关系，在高湿度环境中由于物体表面吸附有一定数量杂质离子的水分子，形成弱导电的湿气薄层，提高了绝缘体的表面电导率，可将静电荷散逸到整个材料的表面，从而是静电电势降低。

所以在相对湿度高的场合，如海洋性气候地区或潮湿的梅雨季节，静电势低。

在相对湿度低的场合，如大陆性气候地区或干燥的冬季，静点势就高。

与普通场合相比，在空气纯净的场所（如无尘车间）内，因空气中的离子浓度低，所以静电更加容易产生。

表2是电子生产中产生的静电势的典型值。

从中可以看到，同样的动作在不同的湿度下，产生的静电电压可以相差一个数量级以上。

表2电子生产中产生的静电势的典型值（单位：

V）

事件

相对湿度

10%

40%

50%

走过乙烯地毯

12000

5000

3000

在工作椅子上操作人员的移动

6000

800

400

将DIP封装的器件从塑料管中取出

2000

700

400

将印刷电路板装进泡沫包装盒中

21000

11000

5500

4.静电的来源

在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、有关的一起设备以及电子元器件本身。

4.1人体静电

人体是最重要的静电源，这主要有三个方面的原因。

其一，人体接触面广，活动范围大，很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电，同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到期间上或者通过器件放电。

其二，人体与大地之