淺析ESD在現(xiàn)代制造環(huán)境下難以控制原因

首先，ESD破壞電子元件是完全感覺不到的，要產生能聽到“啪啪”聲的放電需要約2000V這么大的電荷積累，3000V電荷可以感到像一次小的電擊，5000V才可看到火花。普通電路如CMOS或EPROM芯片分別受到250V和100V的ESD電勢即可能受到損傷，而越來越多的現(xiàn)代電路器件包括奔騰處理器只要5V的電勢就能使之癱瘓。

　　其次，產生ESD損傷的主要原因實際上來自于生產員工每天的普通行為。工作臺邊工人的自然動作磨擦會形成400~600V電勢，如果他們在打開或包裝泡沫襯底紙箱或氣泡塑料袋中的PCB過程中一直接觸的都是絕緣體，其身體表面上的凈電荷積累可能達到約26000V。

　　雖然這根本不是ESD本身的問題，但是如果生產線上的員工沒有嚴格遵守ESD控制制度,或者他們在處理PCB或元件時使用有故障、安裝不當或沒有足夠保護的ESD屏蔽設備，很快就會出現(xiàn)問題。

　　ESD長期以來受不到重視，但卻是電子裝配中電路板與元件損傷的常見原因之一。盡管大多數公司采用了某種形式的ESD保護措施，但它通常只能給損傷提供濟低限度的保護，制造商們總是錯誤地認為他們是在ESD相當可靠的環(huán)境里制造產品，實際上卻并不是這樣。

　　正是出于這些原因，ESD每年在成品率和早期現(xiàn)場失效方面使世界電子工業(yè)要蒙受數十億美元的損失。因此有效的ESD防護應和裝配工藝其他任何部分一樣，被看成是對產品產量和質量至關重要的因素之一。

　　濟近有些供應商制造的ESD設備在聯(lián)網和防護能力上取得了一定進展，可以對ESD進行**控制和有效監(jiān)控。簡單地說，它通過將ESD防護產品連成一個網絡，用一個標準PC自動讀取重要的ESD數據并作分析，對整個生產流程進行控制。

　　這種聯(lián)網系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)發(fā)生的各個ESD事件并記錄下來，同時還找出它們發(fā)生的時間和地點（如具體的工作臺、日期和時間），以便于后續(xù)的研究。此外，只要給出失效的濟終產品的序號，它就能夠把現(xiàn)場失效與工廠里制造該產品時的實際ESD事件聯(lián)系在一起。

　　雖然這種ESD處理的**性非常高，但是聯(lián)網防護系統(tǒng)不管能力如何還是不能解決所有的ESD問題，要想真正有效加以控制，用戶還需要深入理解ESD損傷的原因以及如何有效實施保護。例如一個有效的ESD方案有哪些要素？現(xiàn)有些什么樣的ESD監(jiān)控和防護設備？怎樣才能把它們全部連接到一個閉環(huán)系統(tǒng)中？這些問題的答案可以徹底結束過去那種無休止的與ESD的斗爭。

　　操作工人由于頻繁進出劃定的ESD防護區(qū)（EPA），所以是對ESD敏感電子元件的濟大威脅，因此EPA內的任何人一定要穿戴合適的衣物，如防靜電鞋、工裝褲和腳踝松緊帶等，所有這些都設計能防止員工在工廠走動時攜帶電荷。

　　另外在裝配過程中和裝配之后，PCB運輸期間也應受到保護不受ESD危害，有很多種電路板包裝產品可以用，包括ESD屏蔽袋、裝運箱和移動推車等。

　　保護PCB不受ESD危害的主要方法毫無疑問是操作員佩戴的防靜電腕帶，它可以使電壓通過一個很大的電阻（一般為1MΩ）緩慢可靠地從操作工身上流向大地。但問題是整個業(yè)界并沒有對操作員腕帶的性能進行有效的監(jiān)督和控制，結果作為一種防護ESD的方法常常根本起不到作用。

　　例如許多制造商采用自動測試儀，讓操作員將腕帶插入到里面進行測試，然后出具證明表明他們已通過測試。但是我們更經常看到的是操作員上班后，直接簽上他們的大名不做測試就走開；或者他們并未通過測試，但卻采用一種非正常方式強行通過測試（如用另一只空手抓住松弛的腕帶以達到所要求的皮膚對地接觸）。因此傳統(tǒng)的腕帶測試方法無法進行追查，而且易被誤用，不能使制造商知道其員工什么時候未通過測試，只是知道他們什么時候通過了測試。

　　現(xiàn)在有一種自動腕帶測試儀能解決這些問題，它還可兼做鞋和服裝測試，這種數據采集產品能讓公司的ESD工作人員在電腦上記錄腕帶測試程序的結果，具有完整的追蹤性。(如ACL-750、ACL-780人體靜電測試儀)

　　自動測試儀盡管是一大進步，但還不是一個完全獨立解決ESD防護問題的方法，這是因為腕帶測試儀只在墻上的測試點測試腕帶性能合格，而沒有在員工實際接觸產品的工作臺邊進行測試。

　　產生ESD的另一個主要原因是工作臺和工具接地**。雖然接地設備如接地點、工作椅和ESD耗散墊都能使EPA內的一切物品維持在同一電勢上，但接地情況卻很容易被人忽視。所以為了進一步實施ESD防護方案，需要某種方法能連續(xù)實時地監(jiān)控腕帶和其他ESD設施的實際應用場合的性能。除了上述標準ESD設施外，還需要連續(xù)式ESD監(jiān)控設備（可以做在ESD產品中，或者單獨另外一個），當ESD性能超出ESD可靠規(guī)范以及ESD事件發(fā)生的可以性很高時，它應能自動報警。

　　這種裝置的另一個優(yōu)點在于如果在一項ESD設施失效能很快被發(fā)現(xiàn)。任何ESD防護方案都不僅要保證培訓員工理解和領會ESD，從而自始至終以ESD可靠的方式規(guī)范自己的行為，同時還要保證所有用于防護ESD的設施實際上都起到各自應起的作用。我們經常發(fā)現(xiàn)制造商在使用完全失效甚至已經沒用的ESD設施，而他們還根本不知道這一點；同樣，我們還發(fā)現(xiàn)有時制造商認為其ESD問題是因為設施有故障，而實際上設施本身工作正常但卻操作不當。

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