ESD 控制计划完全指南

在文章中、 防静电基础知识在本报告中,我们讨论了静电荷和静电放电的基础知识、静电产生的机制、ESD 事件和 ESD 损坏。为了保护产品免受静电放电(ESD)的损害,必须实施全面的 ESD 控制计划。

ESD 控制的基本原则

在制定 ESD 控制计划之前,了解 ESD 控制的基本原理至关重要。

1.设计保护

第一项基本原则的重点是开发能够合理承受 ESD 影响的产品和组件。这包括尽可能使用低静电放电敏感元件,并采用静电放电保护电路和滤波器等输入保护机制。

2.界定 ESD 保护区

将特定区域标记为 ESD 保护区有助于限制只有授权人员才能进入,从而有效控制 ESD 事故的可能性。这些区域应配备必要的 ESD 控制工具,包括防静电地板、工作台和存储柜,以确保在这些区域内进行的所有操作都符合 ESD 控制标准,从而最大限度地降低静电放电风险。

ESD 保护区

3.确定 ESD 保护区的控制水平

对于极其敏感的部件,可能需要采取更严格的控制措施,包括加强接地协议和环境监测。这就需要对设备的静电敏感性、使用的材料和设施内的条件进行全面评估,以确保采取适当的预防措施。

4.尽量减少电荷产生

通过精心选择材料和减少处理过程中的摩擦,可以最大限度地减少静电荷的产生。例如,减少塑料和其他表面之间的摩擦,以及使用导电或防静电材料,都可以降低静电荷积累的可能性。此外,有效布置设备和避免不必要的接触也有助于减少电荷的产生。

5.及时消除静电

应在工作区内建立有效的接地系统,以便及时释放静电。所有设备和工作站都必须彻底连接到公共地线,以确保静电荷安全释放。此外,使用电离器可以在不接地的情况下帮助中和某些材料上的静电荷,从而实现安全处理。

6.屏蔽静电

屏蔽技术的实施是最后一项重要原则,它可以形成物理屏障,减少静电对敏感设备的影响。这可以通过使用金属屏蔽材料、导电涂层或专用包装材料来实现,它们能有效防止或最大限度地减少电场,从而保护元件免受静电放电的影响。在运输和存储敏感设备时,使用防静电保护包装,如防静电袋或导电泡沫,可有效防止静电放电损坏。

制定有效的 ESD 控制计划

有效的 ESD 控制计划应包括两个主要方面:书面 ESD 控制计划和技术要求。

书面的 ESD 控制计划

书面的 ESD 控制计划是企业内部执行 ESD 控制规定和要求的重要文件。它不仅为员工提供了明确的实施准则,还能确保整个组织认识到并坚持 ESD 控制的重要性。一份完整的书面 ESD 控制计划通常包括以下三个部分:

  1. 人员培训:
    所有在 ESD 保护区工作或处理 ESD 敏感 (ESDS) 物品的人员都必须接受 ESD 培训。培训内容应包括静电的基本知识、ESD 对产品的影响以及 ESD 防护工具和设备的正确使用。培训计划应明确规定培训方法和频率,并要求保留培训记录。
  2. 产品认证:
    产品认证包括根据公认的测试方法和规定的限值,对选定的 ESD 控制材料和设备(包括 ESD 腕带、服装、工作表面、鞋类、地板等)进行评估。
    例如,根据 ANSI/ESD S20.20 2021 标准,鞋类通过 ANSI/ESD STM9.1工作表面的评估则采用 ANSI/ESD STM4.1.1.同样,根据 IEC 61340-5-1 标准,鞋类通过 IEC 61340-4-3c......,工作台的评估标准是 IEC61340-2-3.
  3. 合规核查:
    合规性验证对于确保 ESD 控制计划的有效性至关重要。这通常包括定期检查和审计,以确认程序是否得到充分执行。合规性验证还包括记录和分析故障数据,以不断改进 ESD 控制措施和流程。

技术要求

除了书面计划,实施有效的 ESD 控制计划还需要满足某些技术要求。这些要求通常包括以下六个方面:

人员接地
  1. 接地/等电位连接:
    通过将设备、工具和工作表面接地,可形成一个低阻抗电路,将静电荷迅速引向地面,从而有效降低静电放电的风险。
  2. 人员接地:
    人员接地包括使用防静电腕带和服装,以确保工人在处理敏感设备时不会携带静电荷。这有助于将静电放电对产品的潜在危害降至最低。
  3. ESD 保护区 (EPAs):
    ESD 保护区是生产、组装或测试敏感电子元件的指定区域。这些区域应配备有效的接地和保护措施,以限制静电积累和放电。
  4. 包装:
    适当的包装材料可以有效保护电子元件免受外部静电影响。例如,使用防静电泡沫、包装袋和容器可以确保产品在运输和储存过程中不会因静电放电而损坏。
  5. 标签:
    清晰的标签可帮助员工轻松识别 ESD 保护区域和敏感产品。这包括使用标志和警告标签来提醒员工遵守 ESD 安全协议,从而提高员工的整体静电防护意识。
  6. 监测和维护:
    这包括例行检查接地电阻、静电保护装置的有效性以及静电放电保护区的完整性,以确保控制措施始终发挥预期功能。

管理和预防 ESD 的 5 个关键因素

了解如何 影响静电产生的关键因素我们就会知道 ESD 通过关注三个关键方面,可以有效地预防 "蚁害":

  • 将所有导体(包括人体)接地
  • 控制易产生静电的绝缘材料、
  • 在产品运输和储存过程中使用 ESD 保护包装。

要证明存在 ESD,我们需要遵循以下公式:
防静电 = 人 + 机器 + 材料 + 方法 + 环境

人类
-使用腕带、ESD 鞋、ESD 椅子和适当的服装,最大限度地减少人体接触产生的静电。
为了确保这些人员接地装置的功能,必须有一个可靠的 ESD 组合测试仪 是必需的。

点击此处了解 如何选择合适的 ESD 测试仪.

如何防止静电放电

机器
-确保设备正确接地,控制静电积聚。
-有效消除或屏蔽电磁干扰和交流电场。

材料
-使用导电材料
-首选能消散静电的材料。
-铺设 ESD 地板、桌垫,减少使用绝缘材料

方法
-设置 ESD 保护区 (环保局)
-保护对 ESD 敏感的产品或元件,防止金属与金属之间的接触。
-通过法拉第屏蔽或距离屏蔽对非 ESD 安全物品进行屏蔽。
-通过接地和电离消除静电。

环境
-保持温度和湿度控制。
-考虑局部电离风扇。
-提供 ESD 培训 给员工。
-建立适当的 ESD 管理协议。

消除静电的接地原理

接地是工作和日常生活中常用的静电对策。例如,在自助加油站,静电消除板是直接接地的。当人接触到这些板时,身上的静电就会通过接地释放到大地中。这就有效地防止了因静电放电产生火花点燃汽化汽油而引发的事故。

消除静电

同样的原理也适用于生产设备和人。只要将设备和人接地,就可以消除静电。

将滚筒接地可以消除静电。

不过,不同类型的材料产生静电的倾向也不尽相同。更多详情,请参阅 "静电 "一节。 不同材料的静电特性.

设计 ESD 控制程序的挑战

在设计静电放电(ESD)控制程序时,经常会遇到以下挑战:

  1. 风险识别与评估:识别和评估各种环境和设备中的静电风险。
  2. 培训和认识:确保所有人员了解 ESD 风险和必要的保护措施。
  3. 材料和设备选择:选择适当的 ESD 保护材料和设备,以确保其有效性。
  4. 环境控制:管理湿度和温度,保持有效的 ESD 控制。
  5. 持续监测和改进:建立持续评估和加强 ESD 控制措施的机制。

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