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ESD基础知识第6部分:ESD标准
发布时间:2020-08-25 10:02浏览次数:

ESD标准

电子行业正在不断变化。设备密度和技术更加复杂。电子制造更依赖于外包。ESD行业似乎已经抢先进入了这种漩涡状的涡流。ESD控制程序如雨后春笋般出现。黑色已由绿色,蓝色和金色代替。屏蔽袋在仓库中占主导地位。电离器沿腕带和接地线分布。“烟雾和镜子”的早期历史,对魔术的崇高和崇高的表现要求正在迅速而安全地退回到过去。

如今,比以往任何时候都更加需要减少对ESD的复杂挑战,而不仅仅是依靠信念。用户需要一种方法来合法地评估和比较竞争品牌和产品类型。他们需要客观确认他们的ESD控制程序为他们独特的ESD问题提供了有效的解决方案。合同制造商和OEM要求共同商定的ESD控制程序,以减少过程控制的重复。

这就是标准发挥作用的地方。它们为开发有效解决ESD过程控制的程序提供指导。它们有助于定义制造和使用产品的敏感性。它们有助于定义各种ESD控制材料,仪器和工具的性能要求。在减少ESD控制产品和程序的制造,评估和选择中的市场混乱方面,标准扮演着越来越重要的角色。

标准的谁和为什么

谁使用ESD标准? ESD敏感设备和产品的制造商和用户,ESD控制产品的制造商和分销商,认证注册商以及ESD控制产品的第三方测试员。

为什么要使用ESD标准? 它们有助于确保ESD敏感产品的一致性以及ESD控制产品和服务的一致性。它们提供了一种客观评估和比较竞争性ESD控制产品的方法。它们有助于减少ESD控制产品的用户和供应商之间的冲突。它们有助于开发,实施,审核和认证ESD控制程序。而且,它们有助于减少市场混乱。

在美国,标准的使用是自愿的,尽管可以将其写入买卖双方之间的合同或购买协议中。在世界上大多数其他地方,强制使用标准(如果存在的话)。

关键标准和组织

就在20年前,还没有相对可靠的ESD标准,也没有多少ESD标准开发组织。当今的ESD标准格局不仅见证了标准数量的增加,而且制定标准的组织之间也加强了合作。

当今的标准分为三大类。首先,有些提供ESD程序指南或要求的程序。其中包括诸如  ANSI ESD S20.20-2007 – ESD控制程序开发标准,ANSI / ESD S8.1-符号-ESD意识  ESD TR20.20-ESD手册等文档。

第二类包括对特定产品或程序的要求,例如包装要求和接地。该组中的典型标准是  ANSI / ESD S6.1- 接地 和ANSI / ESD S541- 用于ESD敏感物品的包装材料

第三组文件涵盖了用于评估产品和材料的标准化测试方法。从历史上看,电子行业严重依赖于为其他行业甚至其他材料建立的测试方法(例如,  ASTM-257-DC电阻或绝缘材料的电导率)。但是,今天,特定的测试方法标准主要针对电子环境中的ESD,这很大程度上是ESD协会的活动的结果。其中包括一些标准,例如ANSI / ESDA-JEDEC JS-001-2010-设备测试,人体模型  和  ANSI / ESD STM7.1:地板材料—材料的电阻特性  仅举几例。

谁制定标准?

标准的开发和使用是受标准影响的所有组织和个人之间的合作。有几个主要的ESD标准开发组织。

军事标准

传统上,美国军方在当今美国牵头制定有关ESD控制的特定标准和规范,但是,美国军事机构采取的是主动性较低的方法,而是依靠商业开发的标准,而不是自己制定标准。例如,ESD协会完成了美国国防部的任务,将MIL-STD-1686转换为称为ANSI / ESD S20.20的商业标准。

防静电协会

近年来,ESD协会一直是ESD标准制定的重点。该协会是ANSI认可的标准开发组织,负责ESD标准和测试方法的开发。该协会还代表美国参加国际电工委员会(IEC)101静电技术委员会。

ESD协会已经发布了36份标准文件和23份技术报告。这些自愿性标准涵盖材料要求,静电敏感性以及评估ESD控制材料和产品的测试方法领域。除标准文件外,该协会还发布了许多信息通报。咨询文档将来可能会更改为其他文档类型。

ESD协会标准分类和定义

ESD协会标准文件有四种类型,定义特别明确。这四个文档类别与其他标准开发组织一致。这四个类别定义如下。

标准:  材料,产品,系统或过程要满足的一组要求的精确说明,还指定确定每个要求是否得到满足的过程。

标准测试方法:确定,测量和评估可产生可重复测试结果的材料,产品,系统或过程的一种或多种质量,特征或特性的确定程序。

标准实践:  一种执行一个或多个可能会或不会产生测试结果的操作或功能的过程。注意:如果获得测试结果,则在两个实验室之间可能无法再现。

技术报告:  技术数据或测试结果的集合,作为特定材料,产品,系统或过程的参考信息发布。

随着新文件的批准和发布,它们将被指定为这四个新类别之一。现有文件已经过审查,并已适当地重新分类。仍然存在一些咨询文档,将来可能会迁移到技术报告或标准规范中。

国际标准

由位于欧洲的国际电工委员会(IEC)领导的国际社会也加入了表达标准。IEC技术委员会101已发布了一系列标题为IEC 61340的文档。这些文档包含有关静电的一般信息,标准测试方法,一般做法以及技术上与ANSI / ESD S20.20等效的ESD控制程序开发标准。还提供设施认证计划。跨国公司可以选择通过ANSI / ESD S20.20和IEC61340-5-1认证。日本还发布了国家静电标准的拟定版本,该标准也具有欧美文件的许多方面。

组织合作

ESD标准中最有趣的变化之一可能是各个小组之间的组织合作。ESD协会与美国国防部进行了一项合作,导致该协会准备了ANSI / ESD S20.20作为MIL-STD-1686的后继产品。ESD协会与JEDEC之间进行了第二次合作,从谅解备忘录开始,最终制定了2份文件:HBM联合文件于2010年发布;CDM联合文件将于2011年发布。

在国际上,欧洲标准制定组织和ESD协会已经建立了工作关系,从而扩大了对拟议文件的审查,增加了投入,并进一步统一了影响国际电子界的标准。

对于ESD标准的用户,这种增加的合作将产生重大影响。首先,我们应该看到由于广泛的输入而在技术上改进了标准。其次,我们应该看到不同标准之间的冲突更少。最后,我们应该减少重复工作。

摘要

对于电子界来说,ESD标准的快速传播和标准环境的不断变化意味着技术参考文献的可用性更高,这将有助于改善ESD控制程序。将提供建议以帮助建立有效的计划。将提供测试方法和规范,以帮助ESD控制材料的用户评估和选择适合其特定需求的产品。此外,还将为ESD产品和材料的供应商提供指南,以帮助他们开发满足客户实际需求的产品。

标准将继续推动国际ESD界的变革。

标准来源

ESD协会,都灵路7900号3号楼,罗马,纽约州13440。电话:315-339-6937。传真:315-339-6793。网站:http://www.esda.org

IHS全球工程文件,地址:15 Inverness Way East,Englewood,CO80112。电话:800-854-7179。传真:303-397-2740。网站:http://global.ihs.com

国际电工委员会,地址:3,rue de Varembe,邮编:131,邮编:1211,日内瓦,20。传真:41-22-919-0300。网站:http://www.iec.ch/

军事标准,海军出版物和表格中心,5801塔博尔大街,费城,宾夕法尼亚州19120

JEDEC固态技术协会,北10街3103号,弗吉尼亚州阿灵顿240-S套房,弗吉尼亚州22201-2107,http://www.jedec.org

ESD原理

美国军事/国防部

MIL-STD-1686C: 用于保护电气和电子零件,组件和设备(不包括电启动爆炸装置)  的静电放电控制程序此军事标准规定了ESD控制程序的要求。它适用于美国军事机构,承包商,分包商,供应商和卖方。它要求建立,实施和记录静电敏感设备的ESD控制程序,但不强制或禁止使用任何特定的ESD控制材料,产品或程序。ESD协会正在将其更新并转换为商业标准。尽管国防部已接受新的ANSI / ESD S20.20文件作为其后续文件,但尚未采取行动取消STD-1686

MIL-HBDK-263B:用于保护电气和电子零件,组件和设备的静电放电控制手册(不包括电引发的爆炸装置)本文档为在中国建立和实施静电放电控制程序提供了指导,但不是强制性要求。符合MIL-STD-1686的要求。

MIL-PRF  87893 — 工作站,静电放电(ESD)控制本文档定义了ESD保护工作站的要求。

MIL-PRF-81705-阻隔材料,柔性,静电防护,可热封本文档定义了ESD防护软包装材料的要求。

MIL-STD-129-运输和存储标记涵盖了销售和标记ESD敏感物品的程序。

防静电协会

标准文件

ANSI / ESD S1.1:腕带的评估,验收和功能测试作为EOS / ESD S1.0的后续版本,本文档建立了用于评估腕带的电气和机械特性的测试方法。它包括用于腕带评估,验收和功能测试的改进的测试方法和性能极限。

ANSI / ESD STM2.1:静电放电防护服装的电阻测试方法此标准测试方法提供了用于测量用于控制静电放电的服装的电阻的测试方法。它涵盖了测量套筒对套筒和点对点电阻的过程。

ANSI / ESD STM3.1-:电离 本标准涵盖评估和选择空气电离设备和系统的测试方法和程序。该文档建立了用于确定离子发生器离子平衡和电荷中和时间的测量技术。

ANSI / ESD SP3.3:空气离子发生器的定期验证。本标准规范提供了定期验证空气电离设备和系统(电离器)性能的测试方法和程序。

ANSI / ESD S4.1:工作表面–电阻测量本标准规定了用于测量工作站上用于保护ESD敏感物品的工作表面材料的电阻的测试方法。它包括评估和选择材料以及测试新的工作台安装和先前安装的工作台的方法。

ANSI / ESD STM4.2:工作表面–电荷耗散特性该标准测试方法提供了一种用于测量用于ESD控制的工作表面的静电荷耗散特性的测试方法。该程序旨在在实验室环境中用于工作表面的鉴定,评估或接受。

ESDA-JEDEC JS-001:静电放电敏感度测试-人体模型该标准测试方法对现有标准进行了更新和修订。它建立了一个程序,用于测试,评估和分类组件对定义的人体模型(HBM)的ESD敏感性。

ANSI / ESD STM5.2):静电放电敏感度测试-机器模型本标准建立了一种测试程序,用于评估组件对定义的机器模型(MM)的ESD敏感性。由机器模型引起的组件损坏通常与由人体模型引起的组件损坏相似,但它发生的电压明显较低。

ANSI / ESD STM5.3.1:静电放电敏感度测试-带电设备模型-非插座模式此标准测试方法建立了一种测试方法,用于评估有源和无源组件对定义的带电设备模型(CDM)的ESD敏感性。

ANSI / ESD SP5.3.2:静电放电敏感性测试。–套接字设备方法(SDM)–组件级别。     该标准实践提供了一种在组件集成电路(IC)设备上生成套接字设备模型(SDM)测试的测试方法。

ANSI / ESD SP5.4:CMOS / BiCMOS集成电路的闩锁灵敏度测试。–瞬态闩锁测试–组件级补充瞬态仿真。开发此标准实践方法是为了指导读者进行瞬态闩锁测试所需的方法和材料。

ANSI / ESD STM5.5.1静电放电敏感性测试–传输线脉冲(TLP)–组件级别。本文档涉及半导体组件的传输线脉冲(TLP)测试技术。本文档的目的是建立一种用于测试和报告与TLP测试相关的信息的方法。

ANSI / ESD SP5.5.2:  静电放电敏感性测试–超快速传输线脉冲(VF-TLP)–组件级别 本文档涉及半导体组件的超快速传输线脉冲(VF-TLP)测试技术。它建立了大学和行业的开发,研究和可靠性工程师目前用于VF-TLP测试的准则和标准实践。本文档说明了用于测试和报告与VF-TLP测试相关的信息的方法。

ANSI / ESD SP5.6:静电放电敏感性测试–人体金属模型(HMM)–组件级别建立了针对定义的HMM对组件的ESD敏感性进行测试,评估和分类的程序。

ANSI / ESD S6.1:接地  本标准建议建立ESD接地系统所需的参数,程序和材料类型,以保护电子硬件免受ESD损坏。该系统用于人员接地设备,工作台,椅子,手推车,地板和其他相关设备。

ANSI ESD S7.1:地板材料—材料的电阻特性 本文档涵盖了各种地板材料(如地板覆盖物,垫子和地板饰面)的电阻测量。它提供了用于在安装或应用之前对地板材料进行鉴定以及在安装或应用之后对材料进行评估和监控的测试方法。

ANSI ESD S8.1:ESD意识符号本文档建立了三种类型的ESD意识符号。第一个将在设备或组件上使用以指示其易受静电电荷影响。第二种用于打算提供静电防护的物品和材料。第三个符号表示公共点接地

ANSI / ESD S9.1:鞋类的电阻特性本标准定义了一种用于测量电子环境中用于ESD控制的鞋子的电阻的测试方法。

ANSI / ESD SP10.1:自动化处理设备本标准规范提供了评估与自动化处理设备相关的静电环境的程序。

ANSI ESD STM11.11:静电耗散平面材料的表面电阻测量 本标准测试方法定义了一种用于测量电阻的直流测试方法。该标准专门针对用于ESD敏感设备和组件的包装的静电耗散平面材料而设计。

ANSI / ESD STM11.12:静电耗散平面材料的体积电阻测量本标准测试方法提供了用于测量在ESD敏感设备和组件的包装中使用的静电耗散平面材料的体积电阻的测试方法。

ANSI / ESD STM11.13:两点电阻测量此标准测试方法提供了一种测量项目表面两点之间的电阻的测试方法。

ANSI ESD STM11.31:评估静电屏蔽袋的性能 本标准提供了一种测试和确定静电屏蔽袋屏蔽能力的方法。

ANSI / ESD STM12.1:座椅电阻特性本标准提供了用于测量用于控制ESD的座椅电阻的测试方法。测试方法可用于资格测试以及安装后评估和监控座椅。它涵盖了所有类型的座椅,包括椅子和凳子。

ANSI / ESD STM13.1:电动焊接/拆焊手动工具此标准测试方法提供了用于测量漏电和尖端对地参考点电阻的电动焊接/拆焊手动工具测试方法,并提供了EOS安全焊接操作的参数。

ANSI / ESD SP15.1:手套和指套使用中测试的标准规范本文档提供了用于测量手套和指套的内在电阻以及它们与系统人员在一起的电阻的测试程序。

ANSI ESD S20.20:ESD控制程序开发标准该标准为建立,实施和维护ESD控制程序提供了管理,技术要求和指南。

ANSI / ESD STM97.1:地板材料和鞋类–与人的结合产生的阻力。此标准测试方法可测量地板材料,鞋类和人员的电阻,作为一个系统。

ANSI / ESD STM97.2-与人结合使用的地板材料和鞋类电压测量此标准测试方法提供了与地板材料和鞋类一起作为系统测量人的静电电压的方法。

咨询文件

咨询文件和技术报告不是标准,而是提供行业的一般信息或其他信息,以帮助更好地理解协会标准。

ESD ADV1.0:术语表本通报涵盖协会标准和文档中使用的各种术语的定义和解释。它还包括ESD行业中常用的其他术语。

ESD ADV3.2:空气电离器的选择和接受本咨询文档为最终用户提供了有关创建选择空气电离系统性能规格的指南。它审查了四种类型的空气电离器,并讨论了应用,测试方法参考以及总体设计,性能和安全性要求。

ESD ADV11.2:摩擦电荷累积测试通报中讨论了摩擦电荷的复杂现象。它涵盖了摩擦充电的理论和效果。它回顾了与各种测试方法相关的程序和问题,这些方法通常用于评估摩擦带电特性。审查的测试方法表明总的电荷水平和极性,但不一定在现实世界中可重复。

ESD TR53.1:ESD保护工作站本咨询文档定义了在ESD敏感区域中使用的基本ESD保护工作站的最低要求。它提供了一种评估和监视工作站的测试方法。它将工作站定义为具有以下组件:支撑结构,静电耗散的工作台,接地人员的手段以及任何连接的搁板或抽屉。

ESD TR 20.20:ESD手册新手册提供了根据ANSI / ESD S20.20实施ESD控制程序的详细指南。

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