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靜電放電(ESD)協會標準

ANSI/ESD-S20.20-1999

建立一個靜電放電控制方案 ?保護電氣和

電子零件，裝置和設備(不包括電動引爆裝置)

靜電放電協會

7900 Turin Road, Bldg 3, Ste 2,

Rome, NY 13440? 2029

美國國家標準

1999年8月4日批準

目錄

1. 目的……………………………………………………………………………………………………… 4

2. 范圍……………………………………………………………………………………………………… 4

3. 參考出版物……………………………………………………………………………………………… 4

4. 定義……………………………………………………………………………………………………… 5

5. 工作人員可靠…………………………………………………………………………………………… 5

2. 靜電放電之控制方案…………………………………………………………………………………… 5

2.0.1. 靜電放電控制方案的要求…………………………………………………………………………5

2.0.2. 靜電放電控制方案的指導原則……………………………………………………………………5

2.0.3. 修正…………………………………………………………………………………………………5

2.1. 靜電放電控制方案之行政要求………………………………………………………………………5

2.1.1. 靜電放電控制方案計劃………………………………………………………………………… 5

2.1.1.1. 靜電放電控制方案計劃之要求………………………………………………………………5

2.1.1.2. 靜電放電控制方案計劃之指導原則…………………………………………………………5

2.1.2. 培訓計劃………………………………………………………………………………………2

2.1.2.1. 培訓計劃要求………………………………………………………………………………2

2.1.2.2. 培訓計劃指導原則………………………………………………………………………… 2

2.1.3. 認證計劃………………………………………………………………………………………2

2.1.3.1. 認證計劃之要求…………………………………………………………………………… 2

2.1.3.2. 認證計劃指導原則…………………………………………………………………………2

2.2. 靜電放電控制方案之技術要求…………………………………………………………………2

2.2.1. 接地及連接系統……………………………………………………………………………2

2.2.1.1. 接地及連接系統之要求………………………………………………………………… 2

2.2.1.2. 接地及連接系統的指導原則………………………………………………………………2

2.2.2. 人員接地………………………………………………………………………………………2

2.2.2.1. 人員接地的要求……………………………………………………………………………2

2.2.2.2. 人員接地的指導原則………………………………………………………………………2

2.2.3. 被保護的區域…………………………………………………………………………………7

2.2.3.1 被保護的區域之要求……………………………………………………………………… 7

2.2.3.2. 被保護區域的指導原則…………………………………………………………………… 7

2.2.4. 包裝………………………………………………………………………………………………7

2.2.4.1 包裝的要求………………………………………………………………………………………7

2.2.4.2. 包裝的指導原則…………………………………………………………………………………7

2.2.5. 標記…………………………………………………………………………………………………7

2.2.5.1. 靜電放電敏感裝置和設備……………………………………………………………………… 7

2.2.5.2. 包裝………………………………………………………………………………………………7

2.2.2. 設備…………………………………………………………………………………………………7

2.2.2.1. 交流電動工具…………………………………………………………………………………7

2.2.2.2. 電池作動力和氣體作動力的手持工具………………………………………………………7

2.2.2.3. 自動化取放機……………………………………………………………………………………7

2.2.7. 取放………………………………………………………………………………………………7

2.2.7.1. 取放流程的要求……………………………………………………………………………7

2.2.7.2. 取放流程的指導原則………………………………………………………………………8

7. 附錄A-敏感性測試……………………………………………………………………………………11

7.1. 靜電放電敏感性測試………………………………………………………………………………11

7.1.1. 人體模型敏感度（HBM）………………………………………………………………………11

7.1.2. 機器模型敏感度（MM）…………………………………………………………………………11

7.1.3. 帶電器件模型敏感度（CDM）……………………………………………………………………11

7.2. 裝置，設備和設計強化……………………………………………………………………………12

7.2.1. 裝置，設備和設計強化指導原則：……………………………………………………………12

7.2.2. 直接接觸，非操作裝置之身體/手指或手/金屬測試：……………………………………… 12

7.2.3. 直接接觸操作中的設備之手/金屬測試：……………………………………………………12

7.2.4. 間接接觸,操作中的設備之家具模型測試：………………………………………………12

8. 附錄B-相關文件……………………………………………………………………………………13

8.1. **/美國政府文件：…………………………………………………………………………13

8.2. 工業標準：……………………………………………………………………………………13

表格目錄

表 1.靜電放電控制方案技術要求之概括………………………………………………………9

表 2.器件的靜電放電敏感度之測量參考………………………………………………………11

表 3.裝置和設備之靜電放電敏感性測試參考…………………………………………………12

國國家標準學會(ANSI)/靜電放電(ESD)協會標準 ANSI/ESD-S20.20-1999建立一個靜電放電控制方案的靜電放電協會標準?ESD DS 5.3.1 靜電放電(ESD)敏感性測試之靜電放電協會標準組件級別上的帶電器件模型(CDM)1

保護電氣和電子零件，裝置和設備(不包括電動引爆裝置)

1. 目的 ANSIEOS/ESDS2.1保護靜電放電敏感事項的測試方法之

靜電放電協會標準 ?“接地”-推薦做法1

本標準的目的是提供行政和技術上的要求，以及建立，實施和維護靜電放電控制方案(文中稱"方案")的指導。

ANSI/ESD S 7.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之美國國家標準局及靜電放電協會標準-材料的電阻特性-地板材料1

2. 范圍

本標準所適用的領域包括：制造，處理，裝配，安裝，包裝，標簽，服務，測試，檢驗以及其它除此之外，在處理電氣，電子零件，裝置和設備中，對靜電放電損害的敏感度超過或等于人體模型的100V。本標準不適用于電動引爆設備，易燃液體和粉末。

EOS/ESD S 8.1 靜電放電(ESD)敏感性測試之靜電放電協會標準? 標志-靜電放電之警告1

ESD S9.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 鞋類-電阻特性1

3. 參考出版物 ESDDSP10.1保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放

電協會標準草案 ? 自動式處置1

除非特別指明，以下文獻的*新版本，修正或校正，構成本標準的一部分，作為特別擴充。

ANSI/EOS/ESD S 11. 11 保護靜電放電敏感事項之靜電放電協會標準 ? 消電平面材料的表面電阻測量1

EOS/ESD ADV 1.0 ECIS/靜電放電協會專門名詞表1

ESD DS 11.12 保護靜電放電敏感事項之靜電放電協會標準消電平面材料的體電阻測量1

ESD S1.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 -防靜電手腕帶1

ESD ADV 11.2 保護靜電放電敏感事項之靜電放電協會咨詢文件 ? 犘擦電荷積累測試1

EOS/ESD ADV 2.0 保護靜電放電敏感事項的靜電放電協會咨詢文件 ? 靜電放電手冊1

ANSI/ESD S11.31 評估靜電放電保護性材料之功能的靜電放電協會標準 ? 包裝袋1

ESD STM 2.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 工作服1

ESD STM12.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 座椅-電阻特性1

ANSI EOS/ESD S3.1 保護靜電放電敏感事項之靜電放電協會標準? 電離化1

ESD DS 13.1 焊接或拆焊手動工具中的電位之測量的靜電放電協會標準

ESD S4.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 防靜電工作表面-電阻特性1

ESD ADV53.1 保護靜電放電敏感事項之靜電放電協會咨詢文件 ? 防靜電放電工作臺1

ESD STM4.2 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 防靜電工作表面-消電的特性1

ESD STM97.1 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 地板材料與鞋-人組合的電阻特性1

ESD STM5.1 靜電放電(ESD)敏感性測試之靜電放電協會標準? 組件級別上的人體模型（HBM）1

ESD STM97.2 保護靜電放電敏感事項的測試方法之靜電放電協會標準 ? 地板材料和鞋-測量在人體上的電壓1

ESD STM5.2 靜電放電(ESD)敏感性測試之靜電放電協會標準? 組件級別上的機器模型（MM）1

ANSI C23.12 "靜電放電測試方法和電子設備標準的美國國家標準指南"

1 靜電放電協會, 7900 Turin Road, Bldg 3, Ste 2,Rome,NY13440-2029,315-339-2937

4

ANSI/ESD-S20.20-1999

2. 靜電放電之控制方案

IEC 1000.4.2 "工業生產過程測量及控制設備的電磁兼容性,弟二部分：靜電放電之需求"

2.0.1. 靜電放電控制方案的要求

IEEE STD C22.38 "IEEE之靜電放電指南: 靜電放電承受能力的評估方法(電子設備次級組裝)"

MIL-STD-750 1020方法 軍方標準，半導體裝置及靜電放電敏感性(ESDS)分類之測試方法2

MIL? STD? 883 3015方法，國防部，測試方法標準：微型電路，靜電放電敏感性 (ESDS)分類2

MIL? STD? 2073? 1國防部，**包裝之標準操作2

MIL? PRP? 19500 功能規范，半導體裝置的一般規范2

QML? 19500 軍方規范MIL? PRPP19500下的合格產品制造商名單，半導體的一般規范2

MIL? PRP? 38535 功能規范，集成電路(微型電路)制造的一般規范 2

QML? 38535 軍方規范MIL? PRP? 38535下的合格的先進微型電路制造商名單, 微電路制造的一般要求2

VZAP, 靜電放電敏感性數據3

4. 定義

本文中所使用的用語與EOS/ESD協會的詞匯表，EOS/ESDADV 1.0，中的詞匯，是相符合的。

5. 工作人員可靠

文件中描述的工作流程和設備，或許會導致操作人員暴露于有害的電氣環境。本文件的用戶應負責選擇符合相關法律, 管理條例和內外部政策的設備。用戶要慎重地注意到，本標準不能替換或代替任何其它關于操作人員可靠的

要求。

無論在哪里，只要操作人員會與電源相接觸的地方，接地斷路器(GPCI)和其它可靠保護措施應被采用。

減少電氣傷害的操作應進行演習，正確的機臺接地指導必須遵從。如在此所描述的，該方案應包括行政和技術要求。根據這個方案，所處理的物體的*高敏感度被記錄下來。按照本文件的要求，使用單位應建立，記錄，實施，維護以及核實方案的遵守情況。

2.0.2. 靜電放電控制方案的指導原則

方案的主要宗旨是要提供連續的靜電放電保護。靜電控制和保護需要將方案的要求，實施在設計、生產、檢查、測試、存貯、發貨、安裝、使用、維護、替換及維修等環節。

2.0.3. 修正

本文件，或其中的部份,可能不適用于所有的應用。通過評估每個要求對各具體應用的適用性，來完成方案的修正工作。完成了這個評估，要求可以被增加，被修改或被刪除。對決議的修正，包括理論基礎，應記錄在靜電放電控制方案計劃(此后稱為" 計劃")中。

2.1. 靜電放電控制方案之行政要求

2. 1.1. 靜電放電控制方案計劃

2.1.1.1. 靜電放電控制方案計劃之要求

各單位應制定一個靜電放電控制方案計劃，將方案中的每一個要求都一一列出。這些要**：計劃，培訓，符合驗證以及靜電放電控制方案計劃的技術要求。該計劃是實施和檢驗靜電放電控制方案的主要文件。其目標是成為一個與內部質量系統要求相符合的，充分實施和整合了的方案。該計劃應指出，本文中所描述的要求，并應用于工作中的各個方面。該計劃還應包含各單位的具體要求，并隨著技術，工藝及流程的變化而提高。如果合約上有器件或裝配測試要求，確定靜電放電敏感性的選項還包括了QPL? 19500, QML? 38535, VZAP數據或制造商的數據表。努力辨認和消除缺陷，并防止缺陷的出現，是計劃的一個組成部分，以減少與靜電放電損害相關連的成本和危險。

2.1.1.2. 靜電放電控制方案計劃之指導原則

該計劃應對方案的適用范圍，任務，行動以及為防護靜電放電敏感達到或超過一定具體程度的對象，所采用的必要措施進行描述。明確單位內部的任務和行動之責任。列出那些在方案中應用的指導性和支持性文件。該計劃還應列出，方案中所應用的靜電放電防護材料和設備的具體種類。一個實用的計劃的一個主要要素就是對零件，裝置，及設備的靜電放電敏感性和防護水平的評估。建立靜電放電敏感度的通用方法是，從三種用于描述靜電放電特性的放電模型中，即人體模型(HBM)，機器模型(MM)，帶

2

國防印刷服務獨立辦公室, Bldg 4D (NPM-DODSSP), 700 Robbins

Ave., Philadelphia, PA 19111-5094, 215-297-5124

3 IIT Research Institute, 201 Mill, Rome, NY 13440, 315-

336-2359

5

ANSI/ESD-S20.20-1999

電器件模型(CDM)（參見附錄A），選用一種或多種模型。選擇具體的靜電放電控制流程或材料，取決于計劃的

制定者，同時也取決于對危險的評估和零件，裝置及設備的靜電放電敏感度的確立。該計劃還應保證，靜電放電敏感物件的供貨商和本單位，根據本標準建立和實施一個靜電放電控制方案。

2.1.2. 培訓計劃

2.1.2.1 培訓計劃要求

應對那些從事處理或接觸靜電放電敏感物件的工作人員提供初級和周期性的，有關靜電放電提示和預防的培訓。

培訓計劃應為工作人員定下靜電放電培訓類型和頻率。培訓計劃要將每次培訓的過程，記錄在個人培訓文件檔案中。培訓的方法和具體技巧，由個單位選擇。被選擇的，還應包括一個客觀評價技術，以保證受訓人員理解并得到充分訓練。

2.1.2.2 培訓計劃指導原則

員工的周期性靜電放電培訓，是方案中不可缺少的部分。靜電放電培訓包括初級和周期性培訓，以加強方案的

要求并根據學習到的經驗作出修改。那些在檢討和審計中發現的缺點之修正及其方法，也應該是培訓過程的一部分。培訓的要求應該與單位的處置靜電放電敏感零件、裝置及設備的流程同時建立起來。

2.1.3. 認證計劃

2.1.3.1 認證計劃之要求

認證計劃的建立，是要確保單位能夠達到靜電放電方案計劃的要求。正式的審計或驗證應根據認證計劃進行，該計劃要明確認證的要求，認證的次數。通過選用測試設備，來測量靜電放電方案計劃中的技術要求之特性。

2.1.3.2 認證計劃指導原則

除了內部審計, 為確保與計劃中的要求相符合，還應進行外部審計(由提供靜電放電敏感物件的機構及供貨商來

執行)。按靜電放電方案之計劃中的技術要求，進行的例行檢查應包含在驗證中。驗證檢查的頻率取決于控制對象的用途，它的耐久性及相關聯的失效風險。

2.2. 靜電放電控制方案之技術要求

表1確認和描述了，在建立靜電放電控制方案和計劃過程中，所用到的關鍵的技術要求。注意，對每一項技術要

求，都有必要的和選擇的實施過程或方法（用“R”或“O”表示），以滿足該項技術要求。如果，對應一項技

術要求，有一個必要實施的過程或方法，那幺，該實施的過程或方法就必須被采用。如果，還有一些附加的選擇項目，那幺，這些選擇項目可以被選入，也可以不被選入靜電放電控制方案的計劃中。如果，一項技術要求只含有一些選擇項目（由“O”表示），那幺，至少必須選擇一項選擇項目，實施于靜電放電控制方案的計劃中。該計劃應包括測試方法，許可范圍和周期性測試的間隔時間。表1中的區域1(Area1.)被選作長久靜電放電控制范圍，譬如制造業，生產或分布工場設施。區域2(Area2.)被選為臨時控制靜電放電防治區域，如現場服務區或通常不設防護裝備的遙遠偏僻的位置。若采用的測試方法與表1所列出的測試方法不同，應被記錄下來。其它的指導原則能在ESDADV2.0關于保護靜電放電敏感事項的靜電放電協會咨詢文件 ? 靜電放電手冊中找到。

2.2.1. 接地及連接系統

2.2.1.1. 接地及連接系統之要求

接地/連接系統應被使用，以保證靜電放電敏感物件、工作人員和所有其它導電體(如移動設備)，處在同樣的電位。至少，靜電放電敏感對象、工作人員和其它相關導電體應相互連接或電氣互聯。

2.2.1.2 接地及連接系統的指導原則

在大多數情況下, 弟三條導線(綠色的)交流設備接地4是接地的*優先選擇。當弟三條交流設備接地導線不能用到或不適用時,工作人員應該通過腕帶或其它接地系統與靜電放電敏感物件的一個導電性組件相連接，以保證所有組件處在同樣電位。

2.2.2. 人員接地

2.2.2.1. 人員接地的要求

當處理靜電放電敏感物件時，所有人員應與接地點或專用接地點相連接。當人員坐在有靜電放電防護的工作臺

時，他們應通過腕帶系統被連接到共同接地點。注意：當接地人員在通電設備上工作時，單位必須知道當地的可靠法律及章程。

2.2.2.2 人員接地的指導原則

在所有個案中，人員接地系統包括人、控制物及與接地點的連接。紀錄表應該保存，以證實的工作人員己經測試過他們的個人接地裝置。處理靜電放電敏感產品之前，工作人員應該檢查固定的監測儀器(當被使用時)以保證他們有效及能夠操作。另外, 固定的監測儀器應該定期地依照設計被檢查以保證其功能。靜電放電防護地板，與批準的鞋類一同使用時, 也能在站立式操作中，用作腕帶系統之外的一個選擇。鞋類包括腳接地器，鞋子或短襪。當設備接地或輔助接地系統不能使用時, 互相連接或電氣連接(到專用接地)也能被使用。

2.2.3. 被保護的區域

4 設備接地的弟三條線的顏色會根據不同的地方，國家或國際條例而變化

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ANSI/ESD-S20.20-1999

2.2.3. 1 被保護的區域之要求

應在被保護的區域中，處理沒有防靜電覆蓋或包裝的靜電放電敏感零件,裝置和設備。表明被保護之區域的警告標志應張貼在工作人員進入保護區域的入口之前，并且能清晰可見。在非保護的區域，靜電放電敏感物件應使用防護靜電包裝。只有完成了適當的靜電放電培訓的人員，才能進入保護區域。在保護區域里，受過培訓的人員應帶領著未受過培訓的人員。所有非必要的絕緣體, 譬如那些塑料或紙制的(如咖啡杯子，食物封包和個人物品)必須從工作臺取走。若考慮到靜電場會構成威脅，電離或其它緩和電荷積累的技術，可用在工作臺上，以中和制程中所有必要的絕緣體上的靜電場(如靜電放電敏感機件零件、零件載體和專業工具)。

2.2.3.2 被保護區域的指導原則

保護區域也許是一個工作臺(固定或移動式的)，實驗室，房間，大廈或任何其它具有預先指定邊界的，包含限靜電位的材料和設備的區域。在靜電放電控制方案中，濕度控制也是一個關鍵要素。當濕度減少時，靜電的產生

和積累的傾向相對增加。所有必要的絕緣體，如果帶有超出二千伏特的電場，應該與靜電放電敏感物件保持至少十二英寸的距離。二千伏特是指，在測量位置處測得的電場值，它并不直接地與這個物件的電位有關。靜電場的準確的測量，要求該測量的操作人員必須熟悉測量器材的操作。多數手持的計量器，要求在與物體有一固定的距離下取讀數。儀器制造商通常指定待測物體的*小的尺寸。如果物體比*小尺寸還小的話，也許不能提供準確讀數。關于保護區域的一些另外的指導原則可在ESD ADV 2.0中找到。

2.2.4. 包裝

2.2.4.1 包裝的要求

防靜電包裝和包裝標志應符合合同，采購訂單，圖紙或其它文獻。當合同，采購訂單，圖紙或其它文獻沒有界定防靜電包裝時，各單位應在靜電放電控制方案的計劃之內，定義靜電放電敏感對象的防靜電包裝要求。在保護區域內或工作場所之間，所有移動材料的包裝也應被定義。

2.2.4.2. 包裝的指導原則

防靜電包裝的技術范圍很廣泛。有些技術包括低帶電包裝袋和包裝材料，隔離材料，消電包裝材料，靜電屏蔽，

導電性分流器和EMI/RPI屏蔽的使用。所有或一些包裝的類型，可以與另外一種類型結合使用，以達到綜合的保護的水平。如果用戶不知道所使用的物品之敏感度,可采用靜電屏蔽包裝。典型的包裝材料包括了，聚乙烯板材和薄膜，具有特別波紋涂層的紙盒，含碳的塑料，金屬化的塑料薄膜和各種各樣的箔材。防靜電包裝的主要目標，是要防止靜電放電直接發生在所包裝的靜電放電敏感物件上，及將電荷通過外表面消散。另外, 包裝應該將在靜電放電敏感物件上，因外部靜電場和犘擦生電而產生的電荷減到*小。用戶應該知道, 一些包裝材料也許依賴濕度且壽命有限。它們也可因弄皺, 刺破和折疊而失去防靜電特性。包裝材料也會因放氣，污染或帶來微粒，造成與生產相關的問題。重要的是，各單位應從制程，存貯和環境兼容性出發，去評估防靜電包裝的材料。

2.2.5. 標記

2.2.5.1. 靜電放電敏感裝置和設備

靜電放電敏感裝置和包含靜電放電敏感零件及裝置的設備，應該標記著小心靜電放電的警告標志,(如：EOS/ESD

S8.1)。該標志應位于設備上，操作人員容易看得見的位置。此外，當一個靜電放電敏感裝置被組合到下一個比較**的裝置時，該標志也應該位于明顯易見的位置。

2.2.5.2 包裝

防靜電包裝應根據EOS/ESDS8.1進行標記。在**應用領域應根據MIL-STD-2073-1進行標記。

2.2.2. 設備

對于設備的進一步的指導原則，可在ESD.ADV.2.0 中找到。

2.2.2.1. 交流電動工具

交流電動工具的工作部件，應該能提供一個導電接地途徑。類似焊接電烙鐵的新式通電手持工具，從焊頭到接地的電阻應不小于1.0 歐姆。

注意：這電阻值可能隨著使用而增加，但應該以小于20.0歐姆作為驗證目標。

2.2.2.2. 電池作動力和氣體作動力的手持工具

電池作動和氣體作動手持工具，當被拿著時，應該有小于1x1012歐姆的接地電阻。

2.2.2.3. 自動化取放機

自動化取放機上，無論是在靜止或是移動狀態，都應給所有導電材料或消電材料制成的組件，提供一個連續的導電接地通路。這種設備，應該將被取放的靜電放電敏感物件所產生的電荷減到*小。在組件的取放途中，必須采用絕緣材料的零件時，這些零件需精心設計，使得在被取放元組件上，產生的電場和電荷*小。

2.2.7. 取放

2.2.7.1. 取放流程的要求

防靜電的取放流程，應被建立，存檔及實施。在所有區域，只要有手工或機器取放靜電放電敏感物件的制程，就必須有防靜電的取放流程。在防護覆蓋物或包裝之外的靜電放電敏感物件，只能在被保護區域中取放。

7

ANSI/ESD-S20.20-1999

2.2.7.2. 取放流程的指導原則 取放流程應該指出所有的操作以及，在保護和非保護區內，靜電放電敏感物件將被取放的位置。

8

表 1. – 靜電放電控制方案技術要求之概括

（關于選擇測試方法的進一步的指導，請參閱2.2章節）

技術要求 參考章節

實施程序或方法

區域1制造區

區域2服務現場

測試方法，標準或咨詢 推薦范圍  接地/連接系統 2.2.1ANSIEOS/ESD

S 2.1

設備接地

R O ANSI EOS/ESDS 2.1〈1.0 歐姆

AC 阻抗

輔助設備接地

O O ANSI EOS/ESDS 2.1<1.0 歐姆

AC 阻抗

同電位連接 O O ESD ADV 2.0<1.0x109歐姆2

共同接地點

R O ANSI EOS/ESDS 2.1<1.0 歐姆

AC 阻抗

人員接地 2.2.2

腕帶系統

坐下操作 R R

站立操作 O O

ESD S 1.1 <35 x 102 歐姆7

地板-鞋面系統 OOESDSTM97.1

or ESD STM

97.2