利用闭环管理实施ESD保护方案.doc

--------------------校验:_____________--------------------日期:_____________利用闭环管理实施ESD保护方案利用闭环管理实施ESD保护方案为了提高成品率及最终产品的长期可靠性,电子制造商们需要对生产工艺中各个关键部分的性能参数实行密切控制,而采用自动闭环反馈方式对工艺条件漂移(如印刷机或贴片机的性能漂移)进行实时监控,能在产量明显下降之前就采取纠正措施。随着ESD设备的不断发展,现在已可以把静电感应仪器连接起来形成一个闭合的监控网络,使制造商能对传统上“看不见的”ESD和普遍存在的问题进行全过程控制。有一种现象每一家电子制造商都遇到过,不论规模大小,同时一直不能很好地对其进行测量和控制,这就是静电放电(ESD)。当一个带静电荷的绝缘体靠近一个静电电势较低的导体(如PCB上的一个元件)时,就会引起ESD,任何一个带电物体都要吸引相等的异性电荷来中和自身,它利用空气中的带电离子在两个物体之间进行传导形成电流,出现小型雪崩效应。这股电流非常强烈,一般能产生足够的热量完全熔化掉半导体芯片的内部电路;更糟糕的是这种损伤只有十分之一会在终测前使整个元件失效,其余90%只造成电路部分损坏,也就是说它可以通过终测,使得缺陷完全被忽略,而在发货给客户之后导致出现早期现场失效。ESD在现代制造环境下为什么一直难以控制有两方面的原因。首先,ESD破坏电子元件是完全感觉不到的,要产生能听到“啪啪”声的放电需要约2,000V这么大的电荷积累,3,000V电荷可以感到像一次小的电击,5,000V才可看到火花。普通电路如CMOS或EPROM芯片分别受到250V和100V的ESD电势即可能受到损伤,而越来越多的现代电路器件包括奔腾处理器只要5V的电势就能使之瘫痪。其次,产生ESD损伤的主要原因实际上来自于生产员工每天的普通行为。工作台边工人的自然动作摩擦会形成400~600V电势,如果他们在打开或包装泡沫衬底纸箱或气泡塑料袋中的PCB过程中一直接触的都是绝缘体,其身体表面上的净电荷积累可能达到约26,000V。虽然这根本不是ESD本身的问题,但是如果生产线上的员工没有严格遵守ESD控制制度,或者他们在处理PCB或元件时使用有故障、安装不当或没有足够保护的ESD屏蔽设备,很快就会出现问题。ESD长期以来受不到重视,但却是电子装配中电路板与元件损伤的常见原因之一。尽管大多数公司采用了某种形式的ESD保护措施,但它通常只能给损伤提供最低限度的保护,制造商们总是错误地认为他们是在ESD相当安全的环境里制造产品,实际上却并不是这样。正是出于这些原因,ESD每年在成品率和早期现场失效方面使世界电子工业要蒙受数十亿美元的损失。因此有效的ESD防护应和装配工艺其他任何部分一样,被看成是对产品产量和质量至关重要的因素之一。最近Semtronics制造的ESD设备在联网和防护能力上取得了一定进展,可以对ESD进行精确控制和有效监控。简单地说,它通过将ESD防护产品连成一个网络,用一个标准PC自动读取重要的ESD数据并作分析,对整个生产流程进行控制。这种联网系统能发现发生的各个ESD事件并记录下来,同时还找出它们发生的时间和地点(如具体的工作台、日期和时间),以便于后续的研究。此外,只要给出失效的最终产品的序号,它就能够把现场失效与工厂里