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ESD培训教材 nANSI/ESD S20.20及 ESD控制方案 ANSI/ESD S20.20 and ESD Control Program 课程目的 让学员了解和掌握： n 静电放电 (ESD)控制方案 标准 n 建立 静电放电 (ESD)控制方案 的方法 n ESD 防护材料要求 n ESD测试方法及测试标准 ANSI/ESD S20.20 ESDA ( ESD Association) 美国静 电 放 电协 会 n 设立于 1982年 一个提供静电放电防护相关理论和实务的专业性的自愿性组织 ，并与 EIA , ASTM , JEDEC共为标准制定者。 n 网址 : WWW.ESDA.ORG n1995年美国政府试图将前军用标准商业化 n 政府及军队寻找工业伙伴发展可接受的商业标准 n 美国国防部向 ESDA发出求助函 n 1995年 4月 ESDA成立工作组发展新标准 n 评审了政府 /其他标准制定组织 /大型 OEM组织的 ESD 控 制标准 ESD标准的发展 n 自 1999年 9月 , 发行 ANSI/ESD S20.20 n ANSI/ESD S20.20 -2007 美国静电放电协会 (ESDA)关于静电放电控制方 案开发的标准 , 用于 - 电气和电子零件 ,组装件和设备保护 (电气引爆设备除外 ) ESD标准的发展 ANSI/ESD S20.20 n适用范 围 和目的 (Scope and objective) 设计， 建立， 实施， 维持一套 ESD控制方案， 在制造， 加工，组装，安装，包装， 贴标签， 服务， 测试，检验， 运 输和其他活动中，保护电子器件，组件和设备免受 100V HBM 以上静电放电损坏。 ANSI/ESD S20.20 n 三大基本原则 l 所有导电体 (包含人员 )接地，并处于等电位 等电位即是等电势。在一个带电线路中如果选定两个测试点，测得它们之间 没有电压即没有电势差，则我们就认定这两个测试点是等电势的，它们之 间也是没有阻值的 等电位即是等电势。在一个带电线路中如果选定两个测 试点，测得它们之间没有电压即没有电势差，则我们就认定这两个测试点 是等电势的，它们之间也是没有阻值的 l 控制非导体电荷 l 使用静电保护包装转运和储存 ESDS物件 ANSI/ESD S20.20 ESD控制方案要求 ESD 控制方案 行政要求 ESD 控制方案 技术要求 符合性 验证 计划 接地 /等 电位联 结系统 ESD控 制方案 计划 培训 计划 人员 接地 ESD 保护区 包 装 标 示 6.0 7.3 7.2 7.1 8.18.5 7.0 8.0 ESD控制方案经理 或协调员 ESD 控制方案 排除说明6.1 6.2 6.3 术语 ESD 20.20 4.0 Definitions ESDS: ElectroStatic Discharge Susceptibility (Sensitivity): - 致使器件失效的 ESD水平（即：敏感度） ( The ESD level that causes component failure. ) EPA: Electrostatic Discharge Protected Area - 能限制静电压的包含材料及设备的特定环境 ( A designed environment provided with materials and equipment to limit the electrostatic potentials. ) 更多术语详见 ESD ADV1.0 ESD Associations Glossary of Terms 人 员 安全 ESD S20.20 5.0 Personnel safety n 人 员 安全首要考 虑 n 安全法 规 （如： 电 气 规 范等） n GFCI (接地故障断路器） n 设备 正确接地 ESD 控制方案 ESD S20.20 6.0 ESD Control program n 包含 行政要求 及 技术要求 n 建立，文件化，实施，维持和验证 n 按照方案要处理的物件的 “最敏感程度 ” 予以文件化 n 指派一位 ESD控制方案经理或协调员 n 若 S20.20中有不适用之处， 通过评估后，可作裁减， 要求可 增加 /修改 /删除。 任何裁减，在控制方案计划中说明理由。 确定敏感度 不同的敏感度需要不同的控制做法不同的敏感度需要不同的控制做法 太高的控制增加成本以及操作困难太高的控制增加成本以及操作困难 必须在成本、可操作性和效率之间取得平衡必须在成本、可操作性和效率之间取得平衡 目的目的 : 知道器件的敏感度是重要的！知道器件的敏感度是重要的！ 确定敏感度 方法和途径： n 来自元器件制造商或供应商 n ITT research Institute/Reliability Analysis center 的 VZAP 静电放电敏 感性数据 (201 Mill, Rome, NY 13440, 315-336-2359) n QML-38535 ：军标 MIL-PRF-38535 （微电路制造通用规范） 下的 高级微 电路合格供应商名单 n QML-19500 ：军标 MIL-PRF-19500（半导体通用规格）下的合格产品制 造商名单 n 客户资料 n 自行 ESDS测试 （需制定测试程序） 确定敏感度 各种常用器件的静 电 敏感性 人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件 ADSL组件名称 EOS/ESD的最小敏感度 (以静电电压 V表示 ) BGA 100 150 IC CHIPSET 100 150 二极管 300 2500 三极管 300 2000 电阻 300 3000 电容 300 3500 晶体 380 7500 ESD 控制方案行政要求 ESD S20.20 7.0 ESD Control Program Administrative Requirements n 文件化 计 划 ESD S20.20 7.1 ESD Control program plan - 培 训 - 符合性 验证 - 接地等 电 位 联结 系 统 - 人 员 接地 - EPA 要求 - 包装体系 - 标 示 其他有利于公司的要求： - 所确定的防 护 零 组 件 - 职责 (组织 内， 供方，分包方 ) - 良品率 监 控 - 体系有效性 - 资 料 ,文件 ,记录 - 材料 认 可 - 失效分析 过 程 ESD S20.20 7.2 Training plan n 培训计划 l 首次和再次 l 类型和频率 l 培训记录和保存方式 l 客观评价 ESD 控制方案行政要求 ESD 控制方案行政要求 ESD S20.20 7.3 Compliance Verification Plan n 符合性 验证计 划 -确保 ESD控制 计 划 执 行 -执 行 验证计 划 - 要 检测 的技 术 要求， 限度范 围 和 频 率 - 测试 方法和 测试设备 (可参照 ESD TR53-01-06) - 检测记录 - 纠 正措施 -合格的 测试设备 ESD 控制方案技术要求 8.0 ESD Control Program Plan Technical requirements ESD 控制方案技 术 要求 3.5x107 Ohms 时 ，必 须满 足方法二 （ 见 表 2） 人员接地 人员接地 技术要求 产品认证 注 1 符合性验证 测试方法 限度要求 测试方法 限度要求 手腕带 注 2 ANSI/ESD S1.1 (section 5.11) 1 x 107 ohms 手腕带连 接线弯曲 寿命 ( Bending life) ANSI/ESD S1.1 16,000 循环 表 3： EPA ESD 控制项目 ESD保 护 区 (EPAs) 技术 要求 ESD控制 项目 产品认证 符合性验证 EPA 测试方 法 限度要 求 测试方 法 限度要 求 工作鞋 Footware ANSI/ESD STM9.1 106 应该有足够测量范围，如：应该有足够测量范围，如： 102 1013 对快速测量确认材料的表面电阻十对快速测量确认材料的表面电阻十 分方便有用分方便有用 可用于耗散材料，绝缘材料的表面可用于耗散材料，绝缘材料的表面 电阻测试。电阻测试。 如：防静电台垫，如：防静电台垫， 包装包装 材料等。材料等。 ESD测试设备 兆欧姆表兆欧姆表 用于点和点间测量用于点和点间测量 其测量值较表面电阻表准确其测量值较表面电阻表准确 适用于当测量的两点距离较远时，适用于当测量的两点距离较远时， 例如：例如： 工衣工衣 , 地板等地板等 一般供一般供 ESD用的具有两档的测量电压用的具有两档的测量电压 （测量电压（测量电压 = 10V 和和 100V ) 10V for R 106 测量结果会随使用的电极或探针距离测量结果会随使用的电极或探针距离 而变而变 ESD测试设备 兆欧姆表兆欧姆表 NFPA 标准电极标准电极 重量重量 = 5 lbs ( 2.27 Kg ) 硬度硬度 = 50 70 Durometer 电极固有电阻电极固有电阻 1 K ESD测试设备 防静电腕带测试器防静电腕带测试器 测量腕带的电阻或腕带连人体的综合测量腕带的电阻或腕带连人体的综合 系统电阻系统电阻 LED / 蜂鸣器警报方便操作蜂鸣器警报方便操作 标准并不一定统一标准并不一定统一 800K 10 M 800K 9 M 750K 35 M ESD测试设备 综合腕带综合腕带 / 鞋子鞋子 / 鞋带测试器鞋带测试器 把整个人体接地系统电阻（包括腕带把整个人体接地系统电阻（包括腕带 、 鞋子或鞋带、人体）综合起来测试鞋子或鞋带、人体）综合起来测试 一般标准：一般标准： 3.5 x 107 ohms ESD测试设备 连续腕带接地监测器连续腕带接地监测器 提供腕带的接地装置，无须额外提供腕带的接地装置，无须额外 接地点接地点 连续监测接地电阻，并有光声警报连续监测接地电阻，并有光声警报 电阻合格范围电阻合格范围 750K 10 M 连续地板电阻检测系统连续地板电阻检测系统 对较敏感或移动量大的对较敏感或移动量大的 EPAs进行进行 连续监控连续监控 可设警报水平可设警报水平 提供光声警报提供光声警报 ESD测试设备 电场表 /静电压计 Field Meter /Electrostatic Voltmeter 用以测量静电的存在和程度用以测量静