防靜電技術(shù)要求

1、防靜電技術(shù)要求主題內(nèi)容及適用范圍 本標準規(guī)定了電子設(shè)備研制生產(chǎn)全過程中，對靜電放電危害的防護技術(shù)基本要求，靜電敏感器件的采購、檢測、儲存、運輸、裝配過程中的防靜電操作要求，對 防靜電工作區(qū)的管理以及人員教育培訓(xùn)等內(nèi)容。本標準適用于研制、生產(chǎn)、維修電子設(shè)備的部門及采購、儲運、檢測電子元器 件，也適用于其它任何涉及靜電敏感元器件的部門。1 術(shù)語靜電：物體表面過剩或不足的靜止電荷。 靜電放電：靜電電場的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進行放電的現(xiàn)象。英 文縮寫 ESD 。靜電敏感度： 元器件所能承受的靜電放電電壓值。 靜電放電敏感 （的）英文縮寫 ESDS 。 靜電敏感器件： （承受靜電放電電壓較

2、低的器件）對靜電放電敏感的器件。泄放：將靜電荷安全傳導(dǎo)到地。 中和：利用導(dǎo)性電荷（異性離子）使靜電消失。靜電導(dǎo)體：表面電阻率在105108Q范圍內(nèi)的物體。接地：電氣連接到能提供或接受大量電荷物體上。（如大地、艦船或運載工具金屬外殼。）接地連接點英文縮寫： EBP 。防靜電工作區(qū)：用各種防靜電設(shè)施、器件及明確區(qū)域的界限形成的工作場地。（用必要的防靜電防護材料和設(shè)備建立和裝備起來有明顯標志的區(qū)域能防護靜電損害。）英文縮寫： EPA 。靜電放電保護材料具備以下特征：1.10.1 防止產(chǎn)生摩擦起電。1.10.2 免受靜電場的影響。1.10.3 防止與帶電人體或帶電物體接觸而產(chǎn)生直接放電。 靜電放電損傷

3、：由靜電放電造成的電子元器件性能退化或功能失效。靜電耗散材料：其表面電阻率等于或大于1*10 51012 Q或體積電阻1041011 Q的材料。2 靜電放電造成電子元器件失效及對靜電放電敏感性分類靜電放電造成電子元器件失效：靜電放電對電子元器件的損傷可造成功能失效和損傷。失效的主要機理有：a熱二次擊穿b 金屬鍍層融熔c 介質(zhì)擊穿d氣弧放電e 表面擊穿f 體擊穿電子元器件易遭受靜電放電損傷的敏感結(jié)構(gòu)見附錄A （參考件）附 錄 A對ESD敏感的元器件組成部分兀器件組成部分元器件類別失效機理失效標志MOS結(jié)構(gòu)MOSFET （分力的）MOS集成電路 有金屬跨接的半導(dǎo)體器件數(shù)字集成電路（雙極和 MOS

4、） 線性集成電路（雙極和 MOS ）MOS阻容器混合電路線性集成電路電壓引起的介質(zhì)擊 穿和接著發(fā)生的大 電流現(xiàn)象短路（漏電大）半導(dǎo)體二極管（PN、PIN、肖特基）雙極晶體管結(jié)型場效應(yīng)晶體管可控硅數(shù)字、線性雙極集成電路、輸入保護電路：用于分力MOS場效應(yīng)管和MOS集成電路由過剩能量和過熱 引起的微等離子體 二次擊穿的微擴散 由SI和AL的擴散 引起電流束的增大（電熱遷移）薄膜電阻器混合集成電路：厚膜電阻薄膜電阻單片集成電路： 薄膜電阻器 密封薄膜電阻器介質(zhì)擊穿、與電壓 有關(guān)的電流通路， 與焦耳能量有關(guān)的 微電流通路的破壞電阻漂移金屬化條混合集成電路 單片集成電路 梳狀覆蓋式晶體管與焦耳熱能量有關(guān)

5、 的金屬燒毀開路場效應(yīng)結(jié)構(gòu)和非導(dǎo)電性蓋板采用非導(dǎo)電石英或陶瓷封蓋板 的集成電路和存儲器，特別是EPROM由于ESD使正離 子在表面積壘。引 起表面反型或柵閥 值電壓漂移工作性能退化壓電晶體晶體振蕩器 聲表面波器件當所加電壓過大時 由于機械力使晶體 破裂工作性能退化電極間的間距較 小部位聲表面波器件無鈍化層覆蓋的薄膜金屬無保 護的半導(dǎo)體器件和微電路電弧放電使電極材 料熔融工作性能退化靜電放電敏感器件的分類：按敏感度電壓被分級為:1級：損壞敏感的放電電壓從0V1999V。2級：損壞敏感的放電電壓從2000V3999V。見附錄B （參考件）靜電放電敏感電子元器件分類（參考件）I級靜電敏感度的元器件（

6、11999V ）序號元器件類別條件及說明1微波器件包括肖特基二極管、點接觸二極管、工作頻率大于1GHZ的檢測二極管2分力MOS場效應(yīng)晶體管包括 VMOS 及VDMOS 管等3表面聲波（SAW）器件4結(jié)型場效應(yīng)晶體管5電荷藕合器件6精密穩(wěn)壓二極管7運算放大器包括雙極型工藝及MOS工藝8超高速集成電路包括ECL、HCMOS、FAST等工藝9其他集成電路包括 CMOS、PMOS、NMOS、TTL 等10薄膜電阻器11混合電路使用1級靜電敏感元器件組裝的混合電路12可控硅Ta=100CIoW 0.175AII級靜電敏感度的元器件(2000 3999V )序號元器件類別條件及說明1分力MOS場效應(yīng)晶體管

7、包括 VMOS , VDMOS 等2結(jié)型場效應(yīng)晶體管3運算放大器包括雙極工藝和MOS工藝4超高速集成電路5其他集成電路包括 CMOS、PMOS、NMOS、TTL 等6精密電阻網(wǎng)絡(luò)包括ECL、HCMOS、FAST等工藝7混合電路使用ii極靜電敏感元器件組裝的8低功率雙極工藝晶體管Pt v 100mW, Ic V 100100 mA3 基本要求靜電防護的基本原則：抑制靜電荷的積聚迅速、安全有效地消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷。對靜電放電進行有效地控制，以使電子元器件免受靜電放電的危害。防止靜電放電造成電子元器件、電子整機等產(chǎn)品功能失效與可靠性下降。具體要求如下：防靜電工作區(qū)場地：禁止直接使用木質(zhì)地板或鋪設(shè)毛

8、、麻、化纖地毯及普通地板等。選用靜電導(dǎo)體材料構(gòu)成的地面。如防靜電活動地板或在普通地面鋪設(shè)防靜地墊，并有效接地。331.3允許使用經(jīng)特殊處理過的水磨石地面。如事先敷設(shè)地線網(wǎng)，滲碳或在 地面噴抗靜電劑等。接地：防靜電系統(tǒng)必須有獨立可靠的接地裝置，接地電阻一般應(yīng)小于10 Q,埋設(shè)與檢測方法符合SJ/T 10694-1996 的要求。3.322防靜電地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。3.323使用三相五線制供電，其地線可以作為防靜電地線。（但零線，地線不得混接）。防靜電接地分系統(tǒng)也可利用故障保護地線或信號參考地線（直流工作地線）作為接地母線。3.325不允許交流線路的走線與直流地線緊貼或平行

9、鋪設(shè)，以防對直流信號造成干擾。各接地分系統(tǒng)的連線之間應(yīng)相互隔離，使用帶絕緣外皮的導(dǎo)線。接地主干線截面積應(yīng)不小于100mm 2，支干線截面積不小于6mm 2，設(shè)備和工作臺的接地線應(yīng)采用截面積不小于1.25mm 2的多股塑料導(dǎo)線，接地線顏色以黃綠色為宜。接地點符號如圖1所示，其尺寸大小應(yīng)在普通照明條件下用肉眼清楚辨認，標記顏色為黃底黑色，避免使用紅色。接地連接點符號式樣3.328接地主干線的連接方式應(yīng)采用釬焊、熔焊或壓接連接件、卡箍等進行 搭接連接。防靜電設(shè)備接地端子應(yīng)用易裝拆的各種夾式連接器，如鱷魚夾、插頭座等，但應(yīng)確保電氣連接可靠。333濕度、溫度控制:防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對濕度在45%75%

10、 （或30%75%）范圍內(nèi)。防靜電工作區(qū)的環(huán)境溫度在15 C35C范圍內(nèi)。在不對產(chǎn)品造成有害影響前提下允許使用增濕設(shè)備噴灑制劑或水，以增加環(huán)境濕度。區(qū)域界限:防靜電工作區(qū)應(yīng)標明區(qū)域界限，并在明顯處懸掛警示標志。警示標志應(yīng)符合GJB3007-97規(guī)定，EPA標記符號式樣如圖2所示，其最小尺寸為300mm*150 mm ,標記顏色一般采用黃底黑色。一般可配置手模式靜電泄放球（應(yīng)可靠接地）。注 意厶防靜電工作區(qū)4 z 操作ESDS產(chǎn)品應(yīng)* 采取防護措施爲Q（* 級圖2 EPA標記符號式樣電荷源在防靜電工作區(qū)內(nèi)禁止使用及接觸易產(chǎn)生靜電荷的電荷源（見表表1 電荷源類另U電荷源工作臺表面油漆或浸漆表面，普

11、通表面塑料貼面，普通乙烯及樹脂表面。工作服、鞋、帽普通滌綸、合成纖維及尼龍面料、塑料及普通膠底鞋。地板塑料及普通地板革、拋光打蠟地板、普通乙烯樹脂。操作工具及設(shè)備普通塑料盒、架、瓶、盤用品及紙制品，普通泡沫及一般電動工 具、壓縮機、噴射設(shè)備、蒸發(fā)設(shè)備等。防靜電設(shè)施靜電安全工作臺靜電安全工作臺是防靜電工作區(qū)的基本組成部分，所有裝配調(diào)試人員,材料處理人員和接觸靜電敏感器件的檢驗人員、技術(shù)人員都必須在靜電安全 工作臺上操作。3.4.1.2 靜電安全工作臺由工作臺、防靜電桌墊和大地線等組成。接地線應(yīng)與大地有可靠連接。以保證靜電荷安全泄放到地。防靜電工作臺地線應(yīng)采用最小截面積不小于 1.25 mm 2的

12、多股塑料導(dǎo)線，外皮顏色為黃綠色。341.3防靜電工作臺面的表面電阻為10610臨的規(guī)定（見附錄 C）測試技術(shù)指標。測試方法見第條的規(guī)定。3.4.1.4 靜電安全工作臺上不允許堆放塑料盒（片）、橡皮、紙板、玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物。圖紙資料等應(yīng)裝入防靜電文件袋內(nèi)。3.4.2 防靜電腕帶直接接觸靜電敏感器件的人均應(yīng)戴防靜電腕帶，腕帶應(yīng)與人體皮膚有良好 的接觸，腕帶必須對人體皮膚無刺激，無過敏影響。腕帶系統(tǒng)對地電阻應(yīng)在 106108 Q范圍內(nèi)。測試方法見第10.523條的規(guī)定。3.4.3 防靜電容器在電子設(shè)備研制生產(chǎn)過程中一切儲存、周轉(zhuǎn)靜電敏感器件的容器 （元件袋、周轉(zhuǎn)箱、印制板架、元器件存放盒等）應(yīng)

13、具備靜電防護性能，不允許使用普通 塑料容器。存放部件用的周轉(zhuǎn)箱必要時應(yīng)加裝接地線。（見附錄 C）3.4.4 防靜電工作服3.4.4.1 進入防靜電工作區(qū)或接觸靜電敏感器件的人員應(yīng)穿防靜電工作服，防靜電服面料應(yīng)符合 GB12014 防靜電工作服規(guī)定。3.4.4.2 在相對濕度大于 50%的環(huán)境中防靜電工作服允許選用純棉制品。3.4.5 防靜電烙鐵防靜電烙鐵臺應(yīng)可靠接地，焊頭部位應(yīng)用多股銅芯線（1mm 2）直接接地，從焊頭到接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)不大于2 Qo3.4.6 防靜電手套、手指應(yīng)用靜電耗散材料制作，電阻值在1051010 Qo4 防靜電器材基本配制：各種防靜電器件基本配置見表2o表 2 防 靜

14、 電 器 件 基 本 配 置 表器材二稱元器件待驗元器件庫房元器件預(yù)處理外設(shè)計工藝實驗室裝配調(diào)試維 修外場維修運輸盒OOOO腕O口昔 錫 吸 電 靜 防架OOOOO) z( 人 接OO袋O注：表示必須配置項目。0表示需要時配置項目或局部區(qū)域配置項目5 操作規(guī)范：人員培訓(xùn)凡與防靜電工作區(qū)（EPA ）的人員，均需經(jīng)過基本防靜電知識的培訓(xùn)，操作人員應(yīng)掌握各種器具的使用技能和操作規(guī)則與方法。靜電防護操作的基本原則：所有靜電敏感器件及其部件的操作都必須在靜電安全工作臺上進行。進入防靜電工作區(qū)的所有電子元器件都必須視為靜電敏感器件對待。5.2.3 儲存、運輸靜電敏感器件及其部件時，應(yīng)妥善進行防靜電包裝。靜

15、電源控制凡易產(chǎn)生摩擦靜電的材料，例如普通塑料、橡膠、合成纖維等，在防靜電工作 區(qū)內(nèi)不準使用。人體防護5.4.1 凡進入防靜電工作區(qū)的人員必須穿戴防靜電工作服、防靜電工作帽。5.4.2 凡與靜電敏感（ ESDS ）的器件產(chǎn)品接觸人員，包括操作人員、工程技術(shù)或 管理人員、參觀人員等需佩帶防靜電腕帶，并應(yīng)保持其與人體、與接地系統(tǒng)接 觸可靠。必要時，應(yīng)佩帶防靜電手套或指套進行操作。文件資料的防護 在防靜電工作區(qū)內(nèi)使用的圖紙或工藝文件資料，切忌將紙質(zhì)文件資料與靜電敏 感（ ESDS ）的器件產(chǎn)品放在一起，必要時應(yīng)將文件資料裝在透明防靜電包裝袋內(nèi)。拒絕接收未包裝在靜電防護容器里的靜電敏感器件及其部件。當需

16、要把靜電敏感器件及其部件從靜電防護容器或防靜電袋中取出時，必須在靜電 安全臺上進行，并遵守以下注意事項：5.7.1 操作人員必須穿防靜電工作服。5.7.2 戴上防靜電腕帶，腕帶必須與皮膚有良好的接觸并將腕帶接入可靠的防靜 電接地系統(tǒng)中。5.7.3 手拿靜電敏感器件時，應(yīng)避免接觸其引線和接線處。5.7.4 清洗靜電敏感器件時，不得使用塑料刷。5.7.5 不得在任何非防靜電物質(zhì)表面滑動靜電敏感器件。5.7.6 操作時應(yīng)盡量減少對靜電敏感器件及其部件的接觸次數(shù)。5.7.8 靜電敏感器件的引腳，印制板插腳需要清洗時應(yīng)用浸沾酒精或中性洗凈劑 的棉球擦洗。5.7.9 裝聯(lián)電子設(shè)備時，應(yīng)使用有接地線的低壓直

17、流電動起子。避免使用一般電 動起子。5.7.10 在焊接時應(yīng)采用防靜電低壓恒溫烙鐵，并接地良好。非防靜電恒溫電烙鐵頭必須接有地線并接地良好，烙鐵頭到接地的電阻應(yīng)不大于2 Qo焊接GBJ1649規(guī)定的I類靜電敏感器件（敏感電壓范圍1-1999V具體見附錄 B ）時，還應(yīng)在拔掉電烙鐵電源插頭后進行。I類靜電敏感元器件類型:（敏感電壓范圍1-1999V ）a. 微波器件（肖特基勢壘二極管，點接觸二極管和其它工作頻率大于1GHC的檢測二極管）b. 離散型MOS場效應(yīng)晶體管c. 聲表面波（SAM ）器件d. 結(jié)型場效應(yīng)晶體管（ JEETS）e. 電荷藕合器件（CCDS）f. 精密穩(wěn)壓二極管（線或加載電壓

18、穩(wěn)定（%）g. 運算放大器（ OPAMPSO）h. 薄膜電阻器、集成電路。i. 使用I級元器件的混合電路，超高速集成電路環(huán)境溫度100C時，I。/ 0.175A的晶體閘流管（SCRS ）。禁止回收利用雙列直插器件包裝管來包裝靜電敏感器件。在任何場合均不允許未采取防靜電措施人員接觸靜電敏感器件及其零部件。生產(chǎn)過程中應(yīng)使用的成型機、插件機、波峰焊機、貼片機、清洗機、浸錫機（或錫鍋爐）、計算機等設(shè)備必須具備防靜電性能（必須接地良好）。安全警告在接通電源的電子設(shè)備上工作時，必須遵守有關(guān)安全操作規(guī)范。如果接觸帶電體，具有1M Q電阻值腕帶不能提供有效安全保證。包裝及標志電子設(shè)備的防靜電包裝及標志應(yīng)符合標

19、準條規(guī)定。防靜電工作區(qū)維護與檢查要求對防靜電工作區(qū)（EPA ）的各項技術(shù)要求，必須經(jīng)常性地進行檢查、監(jiān)測，以維護其各項性能符合本要求的規(guī)定，檢查頻次如表3所示，其檢查記錄表見附錄D。表 3 EPA性能檢查頻次檢查頻次項目名稱檢查方式每日一次環(huán)境溫度測量相對濕度測量佩戴腕帶情況下人體對地電阻測量防靜電服裝穿戴情況目視：防靜電腕帶佩戴情況目視電烙鐵接地情況目視每周一次防護工作臺面接地情況目視系統(tǒng)接地情況目視每季度一次標記情況目視工作臺面表面（點對點）電阻測量周轉(zhuǎn)容器表面（點對點）電阻測量存放器表面（點對點）電阻測量系統(tǒng)接地電阻測量6 關(guān)聯(lián)部門責(zé)任米購、檢驗、入庫采購人員應(yīng)具備靜電敏感器件一般保護常

20、識。遵守靜電防護操作規(guī)范。拒絕采購未采取防靜電措施生產(chǎn)的及未采用防靜電包裝靜電敏感器件及 部件。拒絕接收未包裝在防靜電容器（盒、袋中的敏感器件及其部件）檢驗人員應(yīng)熟悉靜電敏感器件類型、品種及正確試驗檢測常識，并能熟練 操作。檢查硬件標記及包裝標志符合本標準第條的規(guī)定。對靜電敏感器件及其組件計數(shù)時，盡可能不要移出防靜電包裝。某些工作必須將靜電敏感器件及其組件移出包裝時（例如檢測），則必須在防靜電安全工作臺上進行，操作人員應(yīng)遵守基本操作規(guī)程，工作后應(yīng)立即將靜電 敏感器件、組件裝回防靜電包裝內(nèi)。儲存元器件庫房管理員應(yīng)掌握靜電敏感器件的一般保護常識。庫房必須是靜電安全工作區(qū)。防靜電基本設(shè)施見表2。靜電

21、敏感器件入庫、出庫都必須裝在防靜電包裝內(nèi)。并遵守防靜電基本操 作規(guī)程。運輸在廠內(nèi)運輸靜電敏感器件及其組件時，應(yīng)將其放入防靜電包裝內(nèi)進行。轉(zhuǎn)運時應(yīng)使用防靜電周轉(zhuǎn)箱等，器件應(yīng)置于防靜電包裝中。調(diào)試調(diào)試部件、整件、整機技術(shù)指標時操作人員應(yīng)遵守本標準中的有關(guān)規(guī)定。設(shè)計研制應(yīng)把防靜電意識貫穿于新產(chǎn)品設(shè)計研制全過程中。設(shè)計電路時應(yīng)盡量選擇不易受到靜電損害的元器件，并把它們安裝在受靜 電放電保護的地方或盡可能采用靜電抑制技術(shù)。例如開關(guān)接地、涂導(dǎo)電涂料等。委托研制元器件時，應(yīng)向承制方提出元器件防靜電要求。售后維修維修用的靜電敏感器件及其部件應(yīng)妥善裝在防靜電包裝內(nèi)。維修中應(yīng)遵守本標準有關(guān)操作規(guī)程。外出維修時，按

22、防靜電要求操作（使用防靜電恒溫烙鐵或普通烙鐵必須接 地，手戴防靜電腕帶并接地良好。）進行維修。7 防靜電標志線條寬度為5-10 cmo見圖3。器材上標志見圖4或圖5,防靜電標志圖案：見圖3到圖5防靜電工作區(qū)域符號為黃黑相間或黃白相間的斜條紋。防靜電容器、防靜電運輸箱、防靜電元件盒、元件架等標志應(yīng)置于明顯且不受到摩擦損害的位置。H94圖3:防靜電工作區(qū)域標志圖4、圖5 :防靜電標志防靜電標志應(yīng)符合GJB 10649 的規(guī)定，如圖 4和圖5所示。8 防靜電系統(tǒng)測試方法測試依據(jù)：ST/T10694-1996 電子產(chǎn)品制造防靜電系統(tǒng)測試方法。測試條件：全部測試均在生產(chǎn)場地內(nèi)進行，環(huán)境溫度 20 C25

23、 C,相對濕度在40 %60 %。測試儀器：非接觸式靜電電壓表、地電阻測量儀、500VDC 兆歐表、萬用表、腕帶測試儀、表面電阻測試儀（ESD333 ）、人體符合電阻測試儀（所使用的儀器精度不低于級，均應(yīng)在計量檢定有效期內(nèi)）。測試技術(shù)指標見附錄Co測試方法摩擦起電電壓測試使用非接觸式靜電電壓表測量。測試時手持干燥布料（選用純棉或防靜電面料），以頻數(shù)約120次/min，手掌適當施加壓力，單向摩擦被測件某一部位20次，按靜電電壓表使用方法立即接近摩擦部位，觀察儀表顯示數(shù)值。對生產(chǎn)場地防靜電設(shè)施進行摩擦起電電壓總體效果測試，包括：工作臺（臺面、臺墊）、貨架、工位器具、物流傳遞器具、包裝袋（盒）、工作服（工作帽、手套）等。電阻測試防靜電地極(1 )（2）測試步驟：a、將被測地極用導(dǎo)線接于儀器端子上。針，各接于儀器端子P、C上。c、設(shè)置倍率盤”倍數(shù)。d、 自緩至快搖動儀器手柄達到約120r/min，調(diào)整測量標度盤，指針指于零 位時，讀數(shù)乘以倍率標度，即為接地電阻值。e、 按測試步驟c、d反復(fù)測3、5次，取平均值。8.522工作臺、臺面（臺墊）按圖9所示方法測試其工作臺、臺面（臺墊）的表面電阻，使其符合附錄表中的規(guī)定要求。圖9:工作臺、臺面（臺墊）的表面電阻測試8.5.2.3 腕帶（1）按圖10所示用萬用表測試腕帶內(nèi)表面對電纜扣的電阻應(yīng)符合附錄C的