ESD體系及ESD體系認證

   電子行業的發展對ESD(靜電放電)防護提出了越來越高的要求。從技術層面上講，隨著電子元器件技術的發展，靜電對元器件應用造成的危害越來越明顯：一方面，電子元器件不斷向輕、薄、短、小、高密度、多功能等方向發展，因而元器件的尺寸越來越小，尤其是微電子器件，COMS IC 中亞微米柵已進入實用化，柵條寬度達到0.18um，柵氧厚度為幾個nm 或幾十個?，柵氧的擊穿電壓小于20V。尺寸的減小，就使電子元器件對靜電變得更加敏感。而大量新發展起來的特種器件如GaAs 單片集成電路（MMIC）、新型的納米器件以及高頻聲表面波器件（SAW）等多數也都是靜電敏感元器件；另一方面，在電子元器件制造和應用環境中，作為靜電主要來源的各種高分子材料被廣泛采用，使得靜電的產生更加容易和廣泛。如此明顯和強烈的反差讓靜電防護不能不成為電子產品生產技術中的一個重要技術，同時也為靜電防護技術本身提出更高的要求。
就拿器件的敏感度來說，早期的ESD標準僅將器件的敏感度簡單地劃分為2000V以下、2000——3999V、4000——15999V三個級別，而98年以后無論是歐洲還美國的標準都已經將敏感器件按照HBM、MM、CDM、SDM等不同的放電模型劃分為4—7個等級的敏感度，而新的靜電放電模型的研究也不斷推出，靜電防護日趨嚴密、細致和規范可見一斑。
從行業發展的宏觀態勢看，系統化、標準化、規范化的ESD防護體系已經成為歐美發達國家電子行業普遍要求。IBM、HP、Lucent、Siemens、Philips等所有的國際知名企業除了自己的生產車間建有嚴密的ESD防護體系，而且，無一例外都建立了自己的ESD防護標準，要求分支機構和合作廠商也嚴格按其標準要求實施。
另一方面，靜電防護與控制的已經不單單是一個防靜電用品配備的問題，而是一個系統化的工作，它涉及敏感電子產品的制造、裝配、處理、檢查、試驗、維修、包裝、運輸、貯存、使用等各個環節，而且是一種串聯模式，任一環節上的失誤，都將導致整個防護工作的失敗，同時，它又與敏感產品所處的環境(接觸的物品、空氣氣氛、濕度、地面、工作臺、椅、加工設備、工具等)和操作人員著裝（包括穿戴的服裝、帽子、鞋抹、手套、腕帶等）有直接關系，任一方面的疏漏或失誤，都將導致靜電防護工作的失敗，它需要在嚴格的標準規范下建立起包括設計、操作、檢驗、內審、培訓等完整的防護體系，工作可能涉及到相關的各個部門。現代的工業對技術和管理的雙重要求在靜電防護領域表現的較為突出，而且靜電防護深入到技術和品質管理體系已經開始成為電子工業的一大趨勢，可以講，一個工廠的ESD防護水平基本上代表了其對產品質量的控制水平。另外，從技術的角度講，ESD防護的問題所導致的品質問題往往帶有隱蔽性和潛在性，工廠常規的檢測手段難以發現和判斷，而所引發的客戶在使用產品過程中的功能失效或不穩定等質量投訴問題往往是致命的。也是因為這些原因，不少企業，特別是國際知名的公司將ESD水平視為選擇合作伙伴重要考察內容。
不幸的是，如同其它技術 一樣，自從靜電防護在電子行業被提出來，它的研究和應用首先在各個企業和軍~工等特殊行業中得到發展，因而形成了各種流派的技術，而且對于ESD問題的關注和解決也大多是零散的。而后在各國及技術行業組織逐步發展和形成的標準由于吸收了不同門類的技術，且缺乏相互間的交融和統一，所以在內容上既有補充又有沖突和出入。有時甚至對同一問題的解決方式和技術要求會有相當大的差異。目前ESDA、IEC、EN、ANSI、ASTM、BSI、IEEE、JESD/EIA、IPC、JISC的標準都有自己的使用用戶。我國的國標、國軍標、航天部標準以及電子工業部的標準中也都有ESD相關標準。初步統計一下，各類與ESD相關的標準不下200個。這些標準對于ESD現象和防護的基本原理是相通的，但在標準體系的架構和技術指標卻有較大的差異。在這些標準組織之外還有大量的企業標準和規范，它們的差異和沖突更加突出。
隨著產業化的國際分工日益細化，產品生產制造過程在不同地區、不同廠家協作進行已經成為電子行業的特點之一。而這種標準上的差異和沖突給國際分工過程中的ESD工作帶來了諸多不便。目前國內的許多EMS廠家經常碰到的問題就是，客戶來審核ESD時，總說ESD有問題，而且不同的客戶所提的問題不同，甚至對同樣問題的解決方式會有不同的做法和要求，廠家往往無所適從。此外，許多ESD防護產品生產廠家也要應對不同的標準，在自己的產品上增加復雜的調節和選擇功能。ESD領域迫切需要一套能夠統領全局的權威性標準來改變這一局面，而在這個權威標準基礎上的認證制度是解決這些矛盾的較佳出路。在這方面，質量管理體系、環保、安~全的標準以及與它們相適應的ISO9001、ISO14000、OHSAS18001認證制度和推廣方式應當值得ESD領域借鑒。也正是因為這些原因，ESD體系認證應運而生。
就標準而言，目前歐美流行的ESD體系有IEC、EIA、ESDA以及IPC四大類，其中IPC的ESD標準實際上是ESDA和EIA標準的引用，所以嚴格意義上流行的體系是三類。而前些年引用較多的美國軍標（MIL標準）系列自1996起逐步為ESDA的標準所取代，目前得到沿用和延續的只有ESD包裝的個別標準。亞洲國家，如日本和我國的ESD標準也是由歐美標準（主要是IEC和MIL標準）轉化而來，但相比而言，日本標準在引進歐美標準的基礎上進行了較多研究，并根據自身的特點發展了自己的標準體系，而我國的ESD標準主要依據的是上世紀80年末90年初的IEC和MIL標準，而且近些年一直處于停頓狀態，因而已經遠遠落后于國際水平，這也就成為國內很多電子產品生產企業經常因為ESD問題被國外客戶拒之門外的一個重要原因。
在眾多體系當中，目前能夠進行認證只有美國靜電放電協會（ESDA）體系，這其中主要的原因有三：一是ESDA的標準發展的較為全~面系統，已經推出28個標準涵蓋了ESD的各個環節，此外還有大量的技術報告（ADV）作為補充，能夠為ESD體系建立提供全~面的支持；二是它的標準在編制時就有了認證方面的考慮，標準間也可相互支持，適合建立認證制度；弟三，也是較重要的原因是它的標準得到了眾多企業認可，而同時美國靜電放電協會（ESDA）也吸收了IBM、Lucent、HP、Motorola、Intel這些重量級公司成為他們的核心成員，某種意義上講，ESDA標準是這些公司ESD標準的一個綜合體現。
ESD標準按照內容大致可以分為指導性標準、產品和方法標準和測試標準三大類別。其中指導性標準及其應用指南是ESD標準的核心，它規定了ESD體系的架構和技術要求以及實現的手段，是ESD體系建立的關鍵所在。這些指導性標準也就成為ESD標準統一和認證的基礎。而實際上，ESDA體系中的核心標準ESD S20.20也正是美國靜電放電協會受美國軍方所托編寫制訂而成，其目的之一就是形成一種審核認證的機制，因而標準的形式和內容上就融入了質量管理體系的成分。只是與ISO9001、ISO14000、OHSAS18001以及純技術性的標準不同，ESD標準不但有技術要求又有管理的要求，是綜合性的系統。
ESD S20.20標準推出雖然已經有5年多的時間，但認證機制的建立也只有三年多的時間，還是一項嶄新的認證體系，即便如此，它已經受到了越來越多的關注和歡迎。據國內較大的ESD咨詢公司華諾豐源的統計，自03年認證的公司只有9家，到05年11月這數字已經達到70余家，今年總的數量可能會超過150家。就國內情況看，從03年起，已經有少數拿到了S20.20的認證，不過這些公司是清一色的外資企業。已經拿到認證的企業主要有以下三種類型：著~名跨國公司的下屬企業，ESD要求高領域，如晶片、硬盤、通訊等行業的制造企業，以及承接OEM、ODM業務的EMS企業。
  EMS行業成為了認證企業的較大的組成部分，這和ESD認證原因和初衷正好相符。實際上也可以說，通過認證是建立與全球性ESD體系對接一條較佳捷徑。
目前在中國大陸，ESD S20.20還不為廣大電子產品生產企業所了解，能夠通過認證拿到證書的工廠也基本上是極少數外資企業。而我國已經成為電子產品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產品加工企業。目前這些企業的ESD防護工作絕大多數還停留在表面化的初級階段，不少工廠的ESD防護工作無非是購買防靜電工作服和手腕帶這些簡單的ESD用品，還談不上建立系統化的防護體系，距離ESD S20.20標準有很大的差距，因為ESD問題被客戶拒絕的例子屢見不鮮，ESD技術水平的提高是整個電子行業的當務之急，ESD體系標準的推廣和普及任務艱巨。所幸的是，國內已經有不少有識之士看到了這一點，正在為這項事業做出各個方面的努力。在04年已經推出了體系建立和認證輔導的服務，DNV（挪威船級社）等認證機構也培養出了中國本土化的ESD體系審核員，極大地推動這項事業的發展。