ESD體系及ESD體系認(rèn)證

   電子行業(yè)的發(fā)展對ESD(靜電放電)防護(hù)提出了越來越高的要求。從技術(shù)層面上講，隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展，靜電對元器件應(yīng)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(fā)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(jìn)入實(shí)用化，柵條寬度達(dá)到0.18um，柵氧厚度為幾個(gè)nm 或幾十個(gè)?，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(fā)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(shù)也都是靜電敏感元器件；另一方面，在電子元器件制造和應(yīng)用環(huán)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(chǎn)生更加容易和廣泛。如此明顯和強(qiáng)烈的反差讓靜電防護(hù)不能不成為電子產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)中的一個(gè)重要技術(shù)，同時(shí)也為靜電防護(hù)技術(shù)本身提出更高的要求。
就拿器件的敏感度來說，早期的ESD標(biāo)準(zhǔn)僅將器件的敏感度簡單地劃分為2000V以下、2000——3999V、4000——15999V三個(gè)級(jí)別，而98年以后無論是歐洲還美國的標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)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(gè)等級(jí)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(hù)日趨嚴(yán)密、細(xì)致和規(guī)范可見一斑。
從行業(yè)發(fā)展的宏觀態(tài)勢看，系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的ESD防護(hù)體系已經(jīng)成為歐美發(fā)達(dá)國家電子行業(yè)普遍要求。IBM、HP、Lucent、Siemens、Philips等所有的國際知名企業(yè)除了自己的生產(chǎn)車間建有嚴(yán)密的ESD防護(hù)體系，而且，無一例外都建立了自己的ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，要求分支機(jī)構(gòu)和合作廠商也嚴(yán)格按其標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施。
另一方面，靜電防護(hù)與控制的已經(jīng)不單單是一個(gè)防靜電用品配備的問題，而是一個(gè)系統(tǒng)化的工作，它涉及敏感電子產(chǎn)品的制造、裝配、處理、檢查、試驗(yàn)、維修、包裝、運(yùn)輸、貯存、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)，而且是一種串聯(lián)模式，任一環(huán)節(jié)上的失誤，都將導(dǎo)致整個(gè)防護(hù)工作的失敗，同時(shí)，它又與敏感產(chǎn)品所處的環(huán)境(接觸的物品、空氣氣氛、濕度、地面、工作臺(tái)、椅、加工設(shè)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(guān)系，任一方面的疏漏或失誤，都將導(dǎo)致靜電防護(hù)工作的失敗，它需要在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下建立起包括設(shè)計(jì)、操作、檢驗(yàn)、內(nèi)審、培訓(xùn)等完整的防護(hù)體系，工作可能涉及到相關(guān)的各個(gè)部門?，F(xiàn)代的工業(yè)對技術(shù)和管理的雙重要求在靜電防護(hù)領(lǐng)域表現(xiàn)的較為突出，而且靜電防護(hù)深入到技術(shù)和品質(zhì)管理體系已經(jīng)開始成為電子工業(yè)的一大趨勢，可以講，一個(gè)工廠的ESD防護(hù)水平基本上代表了其對產(chǎn)品質(zhì)量的控制水平。另外，從技術(shù)的角度講，ESD防護(hù)的問題所導(dǎo)致的品質(zhì)問題往往帶有隱蔽性和潛在性，工廠常規(guī)的檢測手段難以發(fā)現(xiàn)和判斷，而所引發(fā)的客戶在使用產(chǎn)品過程中的功能失效或不穩(wěn)定等質(zhì)量投訴問題往往是致命的。也是因?yàn)檫@些原因，不少企業(yè)，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(nèi)容。
不幸的是，如同其它技術(shù) 一樣，自從靜電防護(hù)在電子行業(yè)被提出來，它的研究和應(yīng)用首先在各個(gè)企業(yè)和軍~工等特殊行業(yè)中得到發(fā)展，因而形成了各種流派的技術(shù)，而且對于ESD問題的關(guān)注和解決也大多是零散的。而后在各國及技術(shù)行業(yè)組織逐步發(fā)展和形成的標(biāo)準(zhǔn)由于吸收了不同門類的技術(shù)，且缺乏相互間的交融和統(tǒng)一，所以在內(nèi)容上既有補(bǔ)充又有沖突和出入。有時(shí)甚至對同一問題的解決方式和技術(shù)要求會(huì)有相當(dāng)大的差異。目前ESDA、IEC、EN、ANSI、ASTM、BSI、IEEE、JESD/EIA、IPC、JISC的標(biāo)準(zhǔn)都有自己的使用用戶。我國的國標(biāo)、國軍標(biāo)、航天部標(biāo)準(zhǔn)以及電子工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)中也都有ESD相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。初步統(tǒng)計(jì)一下，各類與ESD相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不下200個(gè)。這些標(biāo)準(zhǔn)對于ESD現(xiàn)象和防護(hù)的基本原理是相通的，但在標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)卻有較大的差異。在這些標(biāo)準(zhǔn)組織之外還有大量的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，它們的差異和沖突更加突出。
隨著產(chǎn)業(yè)化的國際分工日益細(xì)化，產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程在不同地區(qū)、不同廠家協(xié)作進(jìn)行已經(jīng)成為電子行業(yè)的特點(diǎn)之一。而這種標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)的許多EMS廠家經(jīng)常碰到的問題就是，客戶來審核ESD時(shí)，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(huì)有不同的做法和要求，廠家往往無所適從。此外，許多ESD防護(hù)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家也要應(yīng)對不同的標(biāo)準(zhǔn)，在自己的產(chǎn)品上增加復(fù)雜的調(diào)節(jié)和選擇功能。ESD領(lǐng)域迫切需要一套能夠統(tǒng)領(lǐng)全局的權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)來改變這一局面，而在這個(gè)權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的認(rèn)證制度是解決這些矛盾的較佳出路。在這方面，質(zhì)量管理體系、環(huán)保、安~全的標(biāo)準(zhǔn)以及與它們相適應(yīng)的ISO9001、ISO14000、OHSAS18001認(rèn)證制度和推廣方式應(yīng)當(dāng)值得ESD領(lǐng)域借鑒。也正是因?yàn)檫@些原因，ESD體系認(rèn)證應(yīng)運(yùn)而生。
就標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是ESDA和EIA標(biāo)準(zhǔn)的引用，所以嚴(yán)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(biāo)（MIL標(biāo)準(zhǔn)）系列自1996起逐步為ESDA的標(biāo)準(zhǔn)所取代，目前得到沿用和延續(xù)的只有ESD包裝的個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)。亞洲國家，如日本和我國的ESD標(biāo)準(zhǔn)也是由歐美標(biāo)準(zhǔn)（主要是IEC和MIL標(biāo)準(zhǔn)）轉(zhuǎn)化而來，但相比而言，日本標(biāo)準(zhǔn)在引進(jìn)歐美標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較多研究，并根據(jù)自身的特點(diǎn)發(fā)展了自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，而我國的ESD標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)的是上世紀(jì)80年末90年初的IEC和MIL標(biāo)準(zhǔn)，而且近些年一直處于停頓狀態(tài)，因而已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際水平，這也就成為國內(nèi)很多電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常因?yàn)镋SD問題被國外客戶拒之門外的一個(gè)重要原因。
在眾多體系當(dāng)中，目前能夠進(jìn)行認(rèn)證只有美國靜電放電協(xié)會(huì)（ESDA）體系，這其中主要的原因有三：一是ESDA的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的較為全~面系統(tǒng)，已經(jīng)推出28個(gè)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了ESD的各個(gè)環(huán)節(jié)，此外還有大量的技術(shù)報(bào)告（ADV）作為補(bǔ)充，能夠?yàn)镋SD體系建立提供全~面的支持；二是它的標(biāo)準(zhǔn)在編制時(shí)就有了認(rèn)證方面的考慮，標(biāo)準(zhǔn)間也可相互支持，適合建立認(rèn)證制度；弟三，也是較重要的原因是它的標(biāo)準(zhǔn)得到了眾多企業(yè)認(rèn)可，而同時(shí)美國靜電放電協(xié)會(huì)（ESDA）也吸收了IBM、Lucent、HP、Motorola、Intel這些重量級(jí)公司成為他們的核心成員，某種意義上講，ESDA標(biāo)準(zhǔn)是這些公司ESD標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)綜合體現(xiàn)。
ESD標(biāo)準(zhǔn)按照內(nèi)容大致可以分為指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和方法標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)三大類別。其中指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用指南是ESD標(biāo)準(zhǔn)的核心，它規(guī)定了ESD體系的架構(gòu)和技術(shù)要求以及實(shí)現(xiàn)的手段，是ESD體系建立的關(guān)鍵所在。這些指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)也就成為ESD標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和認(rèn)證的基礎(chǔ)。而實(shí)際上，ESDA體系中的核心標(biāo)準(zhǔn)ESD S20.20也正是美國靜電放電協(xié)會(huì)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(rèn)證的機(jī)制，因而標(biāo)準(zhǔn)的形式和內(nèi)容上就融入了質(zhì)量管理體系的成分。只是與ISO9001、ISO14000、OHSAS18001以及純技術(shù)性的標(biāo)準(zhǔn)不同，ESD標(biāo)準(zhǔn)不但有技術(shù)要求又有管理的要求，是綜合性的系統(tǒng)。
ESD S20.20標(biāo)準(zhǔn)推出雖然已經(jīng)有5年多的時(shí)間，但認(rèn)證機(jī)制的建立也只有三年多的時(shí)間，還是一項(xiàng)嶄新的認(rèn)證體系，即便如此，它已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注和歡迎。據(jù)國內(nèi)較大的ESD咨詢公司華諾豐源的統(tǒng)計(jì)，自03年認(rèn)證的公司只有9家，到05年11月這數(shù)字已經(jīng)達(dá)到70余家，今年總的數(shù)量可能會(huì)超過150家。就國內(nèi)情況看，從03年起，已經(jīng)有少數(shù)拿到了S20.20的認(rèn)證，不過這些公司是清一色的外資企業(yè)。已經(jīng)拿到認(rèn)證的企業(yè)主要有以下三種類型：著~名跨國公司的下屬企業(yè)，ESD要求高領(lǐng)域，如晶片、硬盤、通訊等行業(yè)的制造企業(yè)，以及承接OEM、ODM業(yè)務(wù)的EMS企業(yè)。
  EMS行業(yè)成為了認(rèn)證企業(yè)的較大的組成部分，這和ESD認(rèn)證原因和初衷正好相符。實(shí)際上也可以說，通過認(rèn)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(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)所了解，能夠通過認(rèn)證拿到證書的工廠也基本上是極少數(shù)外資企業(yè)。而我國已經(jīng)成為電子產(chǎn)品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產(chǎn)品加工企業(yè)。目前這些企業(yè)的ESD防護(hù)工作絕大多數(shù)還停留在表面化的初級(jí)階段，不少工廠的ESD防護(hù)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(tǒng)化的防護(hù)體系，距離ESD S20.20標(biāo)準(zhǔn)有很大的差距，因?yàn)镋SD問題被客戶拒絕的例子屢見不鮮，ESD技術(shù)水平的提高是整個(gè)電子行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，ESD體系標(biāo)準(zhǔn)的推廣和普及任務(wù)艱巨。所幸的是，國內(nèi)已經(jīng)有不少有識(shí)之士看到了這一點(diǎn)，正在為這項(xiàng)事業(yè)做出各個(gè)方面的努力。在04年已經(jīng)推出了體系建立和認(rèn)證輔導(dǎo)的服務(wù)，DNV（挪威船級(jí)社）等認(rèn)證機(jī)構(gòu)也培養(yǎng)出了中國本土化的ESD體系審核員，極大地推動(dòng)這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。