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内容简介

本书是作者多年静电防护工作经验的总结，全书共14章，分为4篇，第一篇从电子产品生产中常见的静电起电方式出发，介绍了静电起电、人体静电、静电放电，分析了静电的起电机理、消散过程和影响因素等，从而引出数字化静电防护；第二篇介绍了静电防护和测试的基本方法；第三篇详细介绍静电防护数字化方法及静电防护数字化平台；第四篇介绍静电防护实践和效果评估。本书摒弃理论公式，通过大量的真实案例、实验数据、图表等，阐述了电子工业中的静电防护技术。

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ISBN：9787121514821

开本：16(185*260)

页数：272

字数：435

本书目录

目    录
第一篇  静电防护基础知识
第1章  静电起电	2
1.1  摩擦起电	2
1.1.1  起电机理	2
1.1.2  影响因素	6
1.1.3  摩擦起电实例	13
1.2  剥离起电	14
1.3  感应起电	14
第2章  人体静电	18
2.1  人体静电电压	18
2.1.1  人体脱衣实验静电电压	18
2.1.2  人体行走实验静电电压	20
2.2  地板-鞋束系统对人体静电电压的影响	22
2.2.1  测试样品	22
2.2.2  测试结果分析	25
2.3  腕带对人体静电电压的影响	27
2.4  工作椅对人体静电电压的影响	31
2.4.1 “椅子行走测试”人体静电电压情况	32
2.4.2  轮子对“椅子行走测试”人体静电电压的影响	36
2.4.3  服装对“椅子行走测试”人体静电电压的影响	37
2.4.4  人体对地电阻对“椅子行走测试”人体静电电压的影响	37
2.5  服装对人体静电电压的影响	38
第3章  静电放电	40
3.1  器件或组件静电放电模型	40
3.1.1  人体模型（HBM）	40
3.1.2  带电器件模型（CDM）	43
3.1.3  机器模型（MM）	47
3.1.4  三种主要静电放电模型的比较	48
3.1.5  TLP测试技术	49
3.2  器件静电放电模型的发展路线图	52
3.2.1  HBM的路线图	52
3.2.2  CDM的路线图	54
3.3  ESDS器件静电放电敏感度等级	56
3.3.1  HBM静电放电敏感度分级	56
3.3.2  MM静电放电敏感度分级	57
3.3.3  CDM静电放电敏感度分级	57
3.3.4  典型器件的HBM敏感电压	58
3.4  系统级静电放电模型	58
3.4.1  IEC静电放电模型	58
3.4.2  人体金属模型	61
3.4.3  充电板模型	62
3.4.4  电缆放电模型	62
3.5  不同静电模型放电波形对比	63
第二篇  常用的静电防护方法
第4章  静电防护方法	66
4.1  概述	66
4.1.1  静电防护技术的发展	66
4.1.2  静电防护系统控制方法	67
4.2  静电防护技术	68
4.2.1  静电危害要素及控制原则	68
4.2.2  静电防护的主要方法	70
4.2.3  EPA的配置	80
4.3  静电防护管理	81
第5章  静电测试标准与方法	83
5.1  测试标准	83
5.1.1  依据标准	83
5.1.2  测试技术要求	83
5.2  测试方法	86
5.2.1  静电电阻测试方法	86
5.2.2  静电电压测试方法	91
5.2.3  静电能量测试方法	97
第三篇  静电防护数字化方法
第6章  静电防护数字化平台	100
6.1  数字化政策	100
6.2  数字化工厂技术	100
6.2.1  国内外研究现状	101
6.2.2  国内外应用现状	102
6.3  数字化概念	103
6.4  静电防护数字化方法探索	103
6.5  平台系统架构	104
6.5.1  感知层	105
6.5.2  网络层	106
6.5.3  应用层	106
第7章  感知层	107
7.1  设备标识技术	107
7.1.1  标识代码	107
7.1.2  网络标识	107
7.1.3  物品标识需注意的问题	108
7.2  数据采集技术	109
7.2.1  自动识别技术	109
7.2.2  传感网技术	111
7.3  终端设备应用技术	112
7.3.1  防静电门禁监控系统	112
7.3.2  防静电腕带监测系统	115
7.3.3  防静电桌垫监控系统	126
7.3.4  防静电电烙铁监控系统	127
7.3.5  防静电台面点检系统	128
7.3.6  防静电设备点检系统	129
7.3.7  人体行走电压监控系统	129
7.3.8  绝缘物表面电压监控系统	129
7.3.9  离子风机性能监控系统	130
7.3.10　防静电包装袋点检系统	132
7.3.11  温湿度监控系统	133
7.3.12  尘埃粒子计数系统	134
7.3.13  静电放电侦测仪	134
第8章  网络层	135
8.1  RS485接口总线	135
8.1.1  RS485硬件设计	135
8.1.2  RS485软件设计	137
8.2  Modbus协议	138
第9章  应用层	140
9.1  概述	140
9.2  TCP/IP实现	141
9.3  数字化平台界面的实现	142
9.3.1  PyQt控件	142
9.3.2  GUI界面控件	144
9.3.3  后台管理界面	145
9.4  温度监控界面	145
9.5  图表统计界面	146
9.6  其他界面	147
9.7  系统功能测评	148
9.7.1  测试类型与方法	148
9.7.2  测试情况	149
9.7.3  测试结果说明	150
第四篇  静电防护实践
第10章  数字化建设实践	152
10.1  静电防护识别	152
10.1.1  传统识别	152
10.1.2  数字化识别	154
10.2  静电防护数字化方案	156
10.2.1  EPA入口控制方案	156
10.2.2  EPA内控制方案	158
10.2.3  其他静电防护数字化方案	163
10.3  形成国内国际标准预期	163
10.3.1  国内静电防护数字化标准	164
10.3.2  国际静电防护数字化标准	165
第11章  管理制度实践	166
11.1  建立ESD管理组织	166
11.2  拟制文件	167
11.2.1  静电防护管理手册	167
11.2.2  程序文件	167
11.2.3  记录文件	168
11.3  策划	168
11.4  人员培训	169
11.5  EPA管理	169
11.5.1  EPA的划分	169
11.5.2  EPA的控制	169
11.6  包装	171
11.7  标识	172
11.8  采购与外包	173
11.9  监视与测量	174
11.9.1  测量人员	174
11.9.2  测量内容	174
11.9.3  测量方法	175
11.9.4  测量频次	175
11.10  改进	176
11.11  审核	177
11.12  管理评审	178
第12章  问题处理实践	180
12.1  ESD引起的损伤失效的类型	180
12.1.1  软失效	180
12.1.2  硬失效	181
12.2  ESD损伤定位分析技术	183
12.2.1  电学测试定位技术	183
12.2.2  电激励分析定位技术	184
12.2.3  信号寻迹失效定位技术	184
12.2.4  液晶检测技术	185
12.2.5  等离子刻蚀去层定位技术	186
12.2.6  光学显微镜分析技术	187
12.2.7  显微红外热像分析技术	187
12.2.8  光辐射显微分析技术	188
12.2.9  扫描电子显微镜技术	189
12.2.10  聚焦离子束技术	191
12.3  产品故障案例	192
12.4  典型器件失效案例	194
12.4.1  ESD造成的CMOS集成电路失效案例	195
12.4.2  ESD造成的MOS管失效案例	199
12.4.3  ESD造成的微波器件（组件）失效案例	202
12.4.4  ESD造成的隧道二极管失效案例	204
12.4.5  ESD造成的芯片电容失效案例	206
12.5  现场技术案例	208
12.5.1  金属屏蔽盖组装	208
12.5.2  V形板切割后清除毛刺	209
12.5.3  隔离敏感器件	209
12.5.4  离子化设备故障	210
12.5.5  基板ESD差异性	210
12.6  归零报告案例	211
12.6.1  功率附加器归零报告	211
12.6.2  低噪声放大器归零报告	217
第13章  效果评估	230
13.1  静电防护设施设备的有效运行	230
13.1.1  静电防护设施设备的统一管理	230
13.1.2  静电防护设施设备的监控与维护	230
13.2  生产制造的智能化管理与EPA的管理	231
13.2.1  生产制造的智能化管理	231
13.2.2  EPA的管理	232
13.3  提升人员静电防护意识	233
13.4  提升产品生产全过程的静电防护能力	234
13.4.1  采购环节静电防护管理	234
13.4.2  仓储物流环节静电防护管理	234
13.4.3  生产各个环节静电防护管理	234
13.5  拓展静电防护体系外延管理	235
13.6  数据收集与分析	235
第14章  静电防护实用资料	237
14.1  基于Q/QJA 118的静电防护管理手册	237
14.1.1  范围	237
14.1.2  引用文件	237
14.1.3  静电防护管理体系总体要求	238
14.1.4  静电防护管理体系管理要求	239
14.2  基于Q/QJA 118的EPA管理程序文件	243
14.2.1  范围	243
14.2.2  引用文件	243
14.2.3  职责	243
14.2.4  工作程序	244
14.2.5  记录	248
14.3  基于Q/QJA 118的内审检查表	248
14.4  基于Q/QJA 118的内审不符合项报告	252
14.5  基于Q/QJA 118的纠正措施报告	252
14.6  基于Q/QJA 118的内审报告	253
14.7  基于Q/QJA 118的体系运行报告目录	255
附录A  缩略语表和术语表	256
参考文献	260

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前言

前    言
自我国提出“国家大数据战略”以来，推进数字经济发展和数字化转型的政策不断深化和落地。2021年，十三届全国人大四次会议批准了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，该规划纲要将“加快数字化发展 建设数字中国”单列成篇。本书在国家数字化政策的指引下，尝试在静电防护领域构建静电防护数字化方法来赋能传统产业转型升级，对数字化、智能化电子工厂建设进行初步探索。
全书共四篇14章。第1章“静电起电”，从电子产品生产中常见的静电起电方式出发，分析了静电起电机理、消散过程和影响因素，尤其给出了摩擦起电、剥离起电和感应起电的典型案例，以便读者能有针对性地采取静电防护措施。第2章“人体静电”，分析了人体静电由自身行动或与其他带电物体相接触或相接近而引起，在人体上产生并积聚了大量静电荷，并可能产生高电压，其静电放电会损害电子产品。同时，结合生产活动，分析了地板-鞋束系统、腕带、工作椅和服装等对人体电压的影响。第3章“静电放电”，给出了器件和系统的放电模型、器件ESD路线图及敏感等级，并比较分析器件测试模型与系统测试模型的不同。第4章“静电防护方法”，从静电防护的发展历程出发，给出了静电防护方法，并从静电防护技术和静电防护管理两个角度进行了阐述。第5章从静电测试标准入手，介绍了静电电阻、静电电压和静电能量的测试方法。第6章介绍了静电防护数字化背景及数字化方法的探索，并从数字化角度入手，尝试构建静电防护数字化平台的一般架构。第7章阐述了静电防护数字化平台的感知层。第8章阐述了静电防护数字化平台的网络层，包括总线技术和Modbus协议。第9章阐述了静电防护数字化平台的应用层。第10章“数字化建设实践”，从静电防护数字化识别到实现静电控制的数字化建设，使传统的静电防护方法逐渐向数字化静电防护过渡，同时阐述了随着数字化静电防护方法的发展，将逐步形成国内或国际的数字化静电防护相关标准。第11章“管理制度实践”，介绍了静电管理需要涵盖的组织架构、文件、策划、人员培训、防静电工作区（EPA）管理、包装、标识、采购与外包、监视与测量、改进、审核和管理评审的全要素。第12章“问题处理实践”，先介绍了ESD失效的类型及定位分析技术，然后分别从产品故障、器件损伤与失效、现场技术和归零报告等案例进行了详解，为读者理解和分析ESD损伤提供参考。第13章评估了静电防护过程绩效，对静电防护体系工作的有效性进行了效果评估。第14章提供了可供参考的实用技术资料，包括管理手册、EPA管理程序、各种审查表、内审报告和体系运行报告等。
由于编者水平有限，书中难免存在一些不足之处，恳请读者和相关专家不吝赐教。

编者        
2024年12月于成都

展开

作者简介

阎徳劲，研究员，校企联聘长江学者，中国电子科技集团公司第十研究所副总工程师。专注于电子整机集成制造、微电子封装、电子电路3D打印和静电防护体系建设。李代勇，中国电子科技集团公司第十研究所高级工程师，长期致力于静电防护和电子装联领域的研究工作。张郭勇，高级工程师，主要从事电子信息装备集成制造、柔性制造、高精调测及静电防护数字化技术研究，担任多项国家级研究项目/课题负责人，获省部级科技奖励3项（牵头1项），牵头制定国家行业标准1项。

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