现代光电工厂ESD现状与规划.ppt

2020/6/6,ESD(StaticElectricityDischarge),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,1.1基本概念,常见的名词、术语静电敏感度(ESDSElectrostaticDischargeSensitivity)静电敏感器件(ESSDElectrostaticSensitiveDevices)EPA:ESDArea(ESD控制区域)ProtectArea(ESD防护区域)ECA:ESDControl,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11011导体很小的体电阻1104静电释放材料体电阻110411011,2020/6/6,1.6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）,2020/6/6,1.7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23KV,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(ESDProtectionArea)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、SMTESD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,41,2、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,42,2、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,43,3、SMTESD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,44,4、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,45,4、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,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42）主线10mm多股带皮铜线，干线6mm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）