ESD體系及ESD體系認證

   電子行業(yè)的發(fā)展對ESD(靜電放電)防護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 中亞微米柵已進入實用化，柵條寬度達到0.18um，柵氧厚度為幾個nm 或幾十個?，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。如此明顯和強烈的反差讓靜電防護不能不成為電子產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)中的一個重要技術(shù)，同時也為靜電防護技術(shù)本身提出更高的要求。
就拿器件的敏感度來說，早期的ESD標準僅將器件的敏感度簡單地劃分為2000V以下、2000——3999V、4000——15999V三個級別，而98年以后無論是歐洲還美國的標準都已經(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個等級的敏感度，而新的靜電放電模型的研究也不斷推出，靜電防護日趨嚴密、細致和規(guī)范可見一斑。
從行業(yè)發(fā)展的宏觀態(tài)勢看，系統(tǒng)化、標準化、規(guī)范化的ESD防護體系已經(jīng)成為歐美發(fā)達國家電子行業(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)車間建有嚴密的ESD防護體系，而且，無一例外都建立了自己的ESD防護標準，要求分支機構(gòu)和合作廠商也嚴格按其標準要求實施。
另一方面，靜電防護與控制的已經(jīng)不單單是一個防靜電用品配備的問題，而是一個系統(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、維修、包裝、運輸、貯存、使用等各個環(huán)節(jié)，而且是一種串聯(lián)模式，任一環(huán)節(jié)上的失誤，都將導致整個防護工作的失敗，同時，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、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，都將導致靜電防護工作的失敗，它需要在嚴格的標準規(guī)范下建立起包括設(shè)計、操作、檢驗、內(nèi)審、培訓等完整的防護體系，工作可能涉及到相關(guān)的各個部門?，F(xiàn)代的工業(yè)對技術(shù)和管理的雙重要求在靜電防護領(lǐng)域表現(xiàn)的較為突出，而且靜電防護深入到技術(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，一個工廠的ESD防護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防護的問題所導致的品質(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。也是因為這些原因，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，自從靜電防護在電子行業(yè)被提出來，它的研究和應(yīng)用首先在各個企業(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)展和形成的標準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)容上既有補充又有沖突和出入。有時甚至對同一問題的解決方式和技術(shù)要求會有相當大的差異。目前ESDA、IEC、EN、ANSI、ASTM、BSI、IEEE、JESD/EIA、IPC、JISC的標準都有自己的使用用戶。我國的國標、國軍標、航天部標準以及電子工業(yè)部的標準中也都有ESD相關(guān)標準。初步統(tǒng)計一下，各類與ESD相關(guān)的標準不下200個。這些標準對于ESD現(xiàn)象和防護的基本原理是相通的，但在標準體系的架構(gòu)和技術(shù)指標卻有較大的差異。在這些標準組織之外還有大量的企業(yè)標準和規(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)作進行已經(jīng)成為電子行業(yè)的特點之一。而這種標準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，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有不同的做法和要求，廠家往往無所適從。此外，許多ESD防護產(chǎn)品生產(chǎn)廠家也要應(yīng)對不同的標準，在自己的產(chǎn)品上增加復雜的調(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)威性標準來改變這一局面，而在這個權(quán)威標準基礎(chǔ)上的認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~全的標準以及與它們相適應(yīng)的ISO9001、ISO14000、OHSAS18001認證制度和推廣方式應(yīng)當值得ESD領(lǐng)域借鑒。也正是因為這些原因，ESD體系認證應(yīng)運而生。
就標準而言，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標準實際上是ESDA和EIA標準的引用，所以嚴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（MIL標準）系列自1996起逐步為ESDA的標準所取代，目前得到沿用和延續(xù)的只有ESD包裝的個別標準。亞洲國家，如日本和我國的ESD標準也是由歐美標準（主要是IEC和MIL標準）轉(zhuǎn)化而來，但相比而言，日本標準在引進歐美標準的基礎(chǔ)上進行了較多研究，并根據(jù)自身的特點發(fā)展了自己的標準體系，而我國的ESD標準主要依據(jù)的是上世紀80年末90年初的IEC和MIL標準，而且近些年一直處于停頓狀態(tài)，因而已經(jīng)遠遠落后于國際水平，這也就成為國內(nèi)很多電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常因為ESD問題被國外客戶拒之門外的一個重要原因。
在眾多體系當中，目前能夠進行認證只有美國靜電放電協(xié)會（ESDA）體系，這其中主要的原因有三：一是ESDA的標準發(fā)展的較為全~面系統(tǒng)，已經(jīng)推出28個標準涵蓋了ESD的各個環(huán)節(jié)，此外還有大量的技術(shù)報告（ADV）作為補充，能夠為ESD體系建立提供全~面的支持；二是它的標準在編制時就有了認證方面的考慮，標準間也可相互支持，適合建立認證制度；弟三，也是較重要的原因是它的標準得到了眾多企業(yè)認可，而同時美國靜電放電協(xié)會（ESDA）也吸收了IBM、Lucent、HP、Motorola、Intel這些重量級公司成為他們的核心成員，某種意義上講，ESDA標準是這些公司ESD標準的一個綜合體現(xiàn)。
ESD標準按照內(nèi)容大致可以分為指導性標準、產(chǎn)品和方法標準和測試標準三大類別。其中指導性標準及其應(yīng)用指南是ESD標準的核心，它規(guī)定了ESD體系的架構(gòu)和技術(shù)要求以及實現(xiàn)的手段，是ESD體系建立的關(guān)鍵所在。這些指導性標準也就成為ESD標準統(tǒng)一和認證的基礎(chǔ)。而實際上，ESDA體系中的核心標準ESD S20.20也正是美國靜電放電協(xié)會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證的機制，因而標準的形式和內(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)性的標準不同，ESD標準不但有技術(shù)要求又有管理的要求，是綜合性的系統(tǒng)。
ESD S20.20標準推出雖然已經(jīng)有5年多的時間，但認證機制的建立也只有三年多的時間，還是一項嶄新的認證體系，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，自03年認證的公司只有9家，到05年11月這數(shù)字已經(jīng)達到70余家，今年總的數(shù)量可能會超過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的認證，不過這些公司是清一色的外資企業(yè)。已經(jīng)拿到認證的企業(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)成為了認證企業(yè)的較大的組成部分，這和ESD認證原因和初衷正好相符。實際上也可以說，通過認證是建立與全球性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防護工作絕大多數(shù)還停留在表面化的初級階段，不少工廠的ESD防護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)化的防護體系，距離ESD S20.20標準有很大的差距，因為ESD問題被客戶拒絕的例子屢見不鮮，ESD技術(shù)水平的提高是整個電子行業(yè)的當務(wù)之急，ESD體系標準的推廣和普及任務(wù)艱巨。所幸的是，國內(nèi)已經(jīng)有不少有識之士看到了這一點，正在為這項事業(yè)做出各個方面的努力。在04年已經(jīng)推出了體系建立和認證輔導的服務(wù)，DNV（挪威船級社）等認證機構(gòu)也培養(yǎng)出了中國本土化的ESD體系審核員，極大地推動這項事業(yè)的發(fā)展。