航天电子产品静电防护.docx
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航天电子产品静电防护
航天电子产品静电防护
11 范围
本标准规定了航天电子产品静电防护的一般要求以及策划、培训、防静电工作区、包装、标识、采购和外包、监视和测量、审核、管理评审和改进等详细技术和管理要求。
本标准适用于航天静电放电敏感电子产品的采购、生产、检验、测试、失效分析、包装、标识、维修、储存、分发和运输等科研、生产活动,也可作为对组织的静电防护管理体系进行评价或审核的依据。
12 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T15463静电安全术语
GB/T19000质量管理体系基础和术语
13 术语和定义、缩略语
13.1 术语和定义
GB/T15463和GB/T19000界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
静电放电electrostaticdischarge
两个具有不同静电电位的物体,由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电电荷的快速转移。
3.1.2
静电(放电)防护electrostaticdischargeprotection
防静电
为防止发生静电放电所采取的各种技术方法或防护措施。
3.1.3
组织organization
处置静电放电敏感电子产品的厂所、公司或其他实体,包括外包单位。
3.1.4
静电防护方针electrostaticdischargeprotectionpolicy
由组织最高管理者正式发布的关于静电防护方面的全面意图和方向。
3.1.5
处置handling
在静电放电敏感电子产品的采购、制造、加工、组装、装联、包装、标识、维修、失效分析、测试、检验、环境试验、储存、分发和运输等过程中,直接或间接地作用于产品的活动。
3.1.6
静电(放电)敏感度electrostaticdischargesensitivity
电子元器件耐受静电放电不降低性能的能力,以能够耐受相应放电模型的最大静电放电电压值或级别来描述。
3.1.7
静电(放电)抗扰度electrostaticdischargeimmunity
装置、设备或系统面临静电放电不降低运行性能的能力,以电压值或级别来描述。
3.1.8
防静电工作区electrostaticdischargeprotectedarea
配备各种防静电装备(用品)和设置接地系统(或等电位连接)、能限制静电电位、具有确定边界和专门标记的场所。
3.1.9
静电防护包装electrostaticdischargeprotectivepackaging
为静电敏感电子产品提供防护的包装物品或材料,如防静电的包装袋、填充物、运输箱、转运盒以及集成电路包装管等。
3.1.10
保护接地线protectiveearthconductor
设备接地线equipmentgroundingconductor
为安全目的把仪器设备金属外壳和电源外部接地系统连接起来的导线。
3.1.11
功能地functionalground
辅助地auxiliaryground
除保护地之外的与大地连接起来的装置。
3.1.12
公共连接点commonconnectionpoint
为使防静电器材设备处于相同的电位,把两件或多件防静电器材、设备的连接导线连接起来的装置。
13.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ESDS——静电放电敏感(的)(electrostaticdischargesensitive)
EPA——防静电工作区(electrostaticdischargeprotectedarea)
HBM——人体模型(humanbodymodel)
CDM——带电器件模型(chargeddevicemodel)
14 静电防护一般要求
14.1 组织
4.1.1组织应按本标准的要求建立、实施和保持与其活动范围相适应的静电防护管理体系。
4.1.2组织应将其制度、计划、程序和指导书形成文件,加以实施和保持,并持续改进其有效性。
组织应将体系文件传达至有关人员,并被其理解、获取和执行。
4.1.3最高管理者是组织的最高行政领导,具体职责如下:
a)指定静电防护负责人并授予相应的权力;
b)确保静电防护方针和目标的实现;
c)提供必要的资源。
4.1.4静电防护负责人应是参加静电防护管理体系决策的最高管理层成员,并具备履行以下职责所需的技术和行政能力,具体职责如下:
a)确保静电防护管理体系得到建立、实施和保持;
b)向最高管理者报告静电防护管理体系的绩效和任何改进的需求;
c)确保在整个组织内提高静电防护的意识。
4.1.5组织应明确静电防护主管部门,负责静电防护管理体系的建立、日常监督和管理,并审核、验证与本标准要求的符合性。
4.1.6组织应在体系文件中规定相关部门及人员的静电防护职责。
14.2 文件
4.2.1总则
静电防护管理体系文件应包括:
a)形成文件的静电防护方针和静电防护目标,静电防护方针应包括对满足要求和持续改进静电防护管理体系有效性的承诺;
b)静电防护管理手册;
c)本标准所要求的程序文件;
d)组织为确保体系有效策划、运行和控制所需的文件;
e)本标准所要求的记录。
4.2.2静电防护管理手册
4.2.2.1组织应编制和保持静电防护管理手册。
静电防护管理手册是实行静电防护、认证静电防护能力的主要管控文件。
静电防护管理手册应适用于科研、生产的各个环节。
组织应制定程序文件或操作规程,确保管理手册得到有效实施。
静电防护管理手册应包括本标准的全部要求。
4.2.2.2静电防护管理手册应由组织最高管理者签发。
4.2.3文件控制
4.2.3.1静电防护管理体系所要求的文件应予以控制。
记录是一种特殊类型的文件,应按4.2.4的要求进行控制。
4.2.3.2组织应编制程序文件,规定以下方面所需的控制:
a)文件发布前获得批准,以确保文件的充分性与适宜性;
b)必要时对文件进行评审与更新,并再次批准;
c)确保文件的更改和现行修订状态得到有效识别;
d)确保在使用处可获得适用文件的现行有效版本;
e)确保文件保持清晰、易于识别;
f)确保外来文件得到识别,并控制其分发;
g)防止作废文件的非预期使用,若因任何原因而保留作废文件时,应对这些文件进行准确标识。
4.2.4记录控制
4.2.4.1组织应建立并保持记录,以提供符合要求和静电防护管理体系有效运行的证据。
记录应保持清晰、易于识别和检索。
4.2.4.2记录应能提供ESDS电子产品实现过程的完整静电防护证据,并能清楚地证明电子产品静电防护满足规定要求的程度。
4.2.4.3组织应编制程序文件,以规定记录的标识、储存、保护、检索、保存期限和处置所需的控制。
15 静电防护详细要求
15.1 策划
5.1.1静电防护目标
最高管理者应确保在组织的相关职能和层次上建立静电防护目标。
静电防护目标应具体、量化、可考核,并与静电防护方针保持一致。
5.1.2识别
5.1.2.1组织应识别所处置的电子产品的静电敏感度、静电抗扰度或静电防护要求。
5.1.2.2组织应识别有静电防护要求的过程、区域、人员等。
注:
上述静电防护管理体系所需的过程包括与航天电子产品的采购、制造、加工、组装、装联、包装、标识、维修、失效分析、测试、检验、环境试验、储存、分发和运输等科研生产活动有关的环节。
5.1.2.3组织应对客户的静电防护需求进行识别并加以满足,主动与客户交流沟通。
5.1.2.4组织应编制程序文件,以确保组织的静电防护需求得到持续有效识别。
15.2 培训
5.2.1组织应规定人员培训要求。
对静电防护管理人员、处置或可能接触ESDS电子产品的所有人员(包括保洁人员、维修人员、来访人员等)应进行有关静电放电及其防护知识的初始培训和周期性培训。
在作业人员从事ESDS电子产品处置工作前,应通过培训和考核获得上岗资格。
培训和考核的方式方法可自行确定。
注:
上述静电防护管理人员包括静电防护负责人、静电防护主管部门领导、静电防护主管部门主管人员、EPA负责人、EPA所属部门领导、EPA现场管理人员等。
5.2.2组织应编制程序文件,规定以下内容:
a)对人员进行静电防护培训的类型与频次做出规定;
b)明确保存培训记录的要求;
c)规定培训效果的评价和考核办法。
15.3 防静电工作区
5.3.1总则
组织应编制程序文件,以规定防静电工作区的划分、配置、接地要求和管理要求。
处置未经静电防护(无静电防护封装或包装)的ESDS电子产品必须在EPA中进行。
5.3.2防静电工作区划分
组织应根据5.1.2识别的结果明确划分出EPA,用于处置ESDS电子产品。
在非固定场所或临时场所处置未经防护的ESDS电子产品,也应建立一个临时EPA。
每个EPA应设置明确的边界和统一、醒目的标识,并指定责任人。
5.3.3防静电工作区配置
5.3.3.1组织应根据相关要求,为EPA配置必要的防静电用品(包括静电防护包装、防静电服装鞋帽、防静电腕带、防静电工具、防静电材料等)、设备和设施等。
5.3.3.2所有与静电防护要求相关的用品、设备和设施等,均应按专用技术文件的要求检测,验收合格后方可投入使用。
在使用过程中应按专用技术文件的要求进行周期性检测,并在有效期内使用。
5.3.4接地/等电位连接系统
5.3.4.1组织应采用规范的接地/等电位连接系统实现EPA内静电接地,使ESDS电子产品、人员和防静电用品、设备和设施(如台面、小车、电烙铁等)处于相同的电位,同时满足电源供电和人身安全的相关要求。
接地/等电位连接系统要求见表1,其中:
a)具备电源保护接地时,应优先选择电源保护接地系统;
b)没有电源保护接地系统、不便利用或有特殊需要时,可选用电源保护接地系统之外的接地装置(功能接地);
c)既无电源保护接地系统又无功能接地装置可利用时,应使ESDS电子产品、人员和防静电用品、设备和设施通过等电位连接,处于相同的电位。
表1接地/等电位连接系统要求
技术要求
实施方法
要求的限值
接地/等电位连接系统
保护接地线
符合电源供电的安全要求
功能地
符合电源供电的安全要求
等电位连接
小于1×109Ωa
a防静电用品、设备和设施对其公共连接点的最大电阻值应小于1×109Ω。
对于静电防护来说,此电阻没有最小值,应根据相关的安全要求,确定安全防护所需的最小电阻值。
5.3.4.2各接地干线之间的连接和静电防护设备、设施的固定接地线路应采用钎焊、熔焊或压力连接件、螺栓等进行可靠连接。
防静电工具、装置如防静电腕带(以下简称腕带)等接地端子可使用电气连接可靠、易于装拆的各种夹式连接器。
5.3.4.3EPA内每个静电防护设备、设施的接地线应尽量独立与接地系统连接,除特殊情况(如防静电椅子、防静电鞋等通过防静电地面接地等)之外不应多个静电防护设备、设施串联接地。
5.3.4.4组织应对可能接触电子产品ESDS部位的孤立导体进行控制,不能接地或等电位连接的导体,如两端空置的电缆线,必须保证孤立导体和ESDS部位之间的电压值应不大于35V。
5.3.5人员接地
5.3.5.1在处置ESDS电子产品时,应通过腕带系统和地板—鞋束系统,使所有操作人员电气连接到接地/等电位连接系统。
人员的接地方式、过程监测所要求的限值应符合如下要求:
a)当工作人员在防静电工作台前或固定工位工作时,应佩戴腕带,通过腕带系统把所有工作人员连接到接地/等电位连接系统,接地电阻满足1×106Ω~3.5×107Ω;
b)当移动工作、佩戴腕带不方便时,应穿防静电鞋、防静电鞋套或脚跟带等,通过地板-鞋束系统接地,接地电阻满足1×105Ω~1×109Ω,人体电压应小于100V。
5.3.5.2利用防静电服实现人员接地时,应在静电防护管理手册中予以说明。
防静电服的各部分(如从一只衣袖到另一衣袖)应具有电气连续性,包括人员、防静电服和接地线在内的对接地点的总电阻应小于3.5×107Ω。
5.3.6工具和设备接地
5.3.6.1使用交流电的工具
EPA内防静电电烙铁、吸锡器、有源剥线器(热剥器)等使用交流电的工具应可靠接地,工具的操作面(或与ESDS电子产品接触的表面)对接地点的电阻应小于10Ω。
5.3.6.2不使用交流电的工具
EPA内不使用交流电的工具,包括手动工具(如扁嘴钳、剪线钳、镊子、夹具等)、气动工具和电池动力工具等,应通过防静电工作台面或使用工具的人员实现接地。
当固定在防静电工作台面或被操作人员使用时,工具的操作面(或与ESDS电子产品接触的表面)对接地点的电阻应小于1×109Ω。
5.3.6.3设备
EPA内的设备应可靠接地,与ESDS电子产品接触的表面对接地点的电阻应小于1×109Ω。
5.3.7防静电工作区管理
5.3.7.1EPA标识
在EPA入口处应贴挂规定的标识,保证工作人员进入EPA时能清楚看到。
EPA标识符号式样见图1,其最小尺寸为300mm×150mm,标识颜色为黄底黑字。
每个EPA应有明确的边界,并指定责任人。
注:
EPA可以是一张工作台,整个房间,甚至是整栋建筑物。
图1EPA标识符号式样
5.3.7.2人员控制
对进入EPA的人员应实行控制。
应规定经培训并获得上岗资格的人员才允许进入EPA处置ESDS电子产品,外来人员在EPA期间应由具备上岗资格的人员陪同。
进入EPA的人员应按要求应正确穿戴防静电服装鞋帽,正确使用防静电用品(包含工具、包装)、设备、设施等。
5.3.7.3绝缘物控制
应规定绝缘物品的处置要求,以减少因电场感应导致的电子产品损坏。
静电防护管理手册中应有工作过程所需绝缘物品的处置要求。
当绝缘物品的表面电场强度可能大于80kV/m(2000V/2.5cm)时,应使绝缘物品与ESDS电子产品相隔30cm以上;当绝缘物品的表面电场强度可能大于5kV/m(125V/2.5cm)时,应使绝缘物与ESDS电子产品相隔2.5cm以上。
距离无法满足上述规定或必要时,应使用离子风机或其它静电缓解技术进行电荷中和处理。
EPA内不应有与工作无关的绝缘物品(如纸制品、塑料制品等)。
5.3.7.4温湿度控制
应规定EPA内的湿度和温度控制范围。
EPA内应配置温度和湿度测量装置和调节装置。
室内相对湿度一般不超出30%~70%,室内温度一般保持在18℃~28℃范围内。
对于有不同要求的EPA,温湿度应符合专用技术文件的要求。
应做好温湿度记录,可采用手动记录或自动在线记录的方式,每天记录应不少于两次。
5.3.7.5EPA分类要求
根据EPA的实际工作情况,将EPA分为以下两类:
a)I类:
直接或间接接触、处置ESDS元器件、组件(电路板等)的区域。
如库房,元器件筛选、老化和测试,电装,电路板调试、维修、检验和清洗,单机调试,与ESDS单机直接相连的电缆所处区域等。
b)II类:
处置ESDS单机设备(ESDS元器件、组件已经做了一定的防护)的区域。
如单机环境试验,单机老化,有静电敏感要求的产品部装、总装,单机库房等。
5.3.7.6EPA配置要求
不同类型的EPA有不同的配置方案。
EPA配置要求见表2。
表2EPA配置要求
序号
要求项目
I类EPA
II类EPA
选择条件
1
标识
●
●
-
2
防静电地面
●
●
-
3
防静电工作台
●
●
-
4
防静电储存架/柜
●
●
-
5
防静电椅/凳
●
○
-
6
防静电移动设备
▲
○
在EPA内转运未经防护的ESDS电子产品时必选
7
静电防护包装
●
○
-
8
防静电服、帽
●
●
-
9
防静电鞋
●
●
-
10
防静电鞋套、脚跟带
●
●
-
11
防静电手套/指套
▲
▲
有洁净度要求时必选
12
防静电腕带
●
●
-
13
防静电工具
●
○
-
14
防静电离子风机
▲
○
处置绝缘物品和进行不便于接地的操作时必选
15
防静电涂料、降阻剂
○
○
-
16
温湿度监测仪表
●
●
-
17
人体静电综合测试仪
●
●
-
18
腕带测试仪
●
●
-
19
静电连续监测仪
▲
—
电装车间必选
20
电烙铁测试仪
▲
—
电装车间必选
21
非接触式静电电压表
▲
○
至少有一台用于日常监测
注:
●表示必选;—表示不要求;▲表示条件必选;○表示可选(根据各单位具体情况考虑,如器件静电敏感电压、操作人员多少等)。
15.4 包装
5.4.1组织应对ESDS电子产品在EPA内、外的静电防护包装要求做出规定,并在合同、采购订单、图样或其它相关文件中予以明示。
5.4.2ESDS电子产品的包装应满足如下要求:
a)与ESDS电子产品直接接触的包装材料应是静电耗散材料;
b)ESDS电子产品在EPA之间转运和在EPA外时,应满足5.4a)的要求并增加静电放电屏蔽措施;
c)ESDS元器件、半成品、成品组装件在EPA外均应装入全封闭的防静电屏蔽容器内。
15.5 标识
5.5.1组织应对ESDS电子产品、静电防护包装和其他相关物品的标识要求做出规定,并在合同、采购订单、图样或其它相关文件中予以明示。
5.5.2静电标识应清晰明确。
除另有规定外,应使用图1、图2和图3的标识。
静电敏感警示标识用于ESDS电子产品,静电防护标识用于防静电包装、防静电器材设备等。
15.6 采购和外包
5.6.1组织应确保采购和外包(包括外协)的产品和服务满足静电防护要求:
a)应将组织的静电防护要求传达给产品和服务的供应商;
b)组织应评价产品和服务供应商的相应能力或资质,并保存这些评价的记录和获得批准的供应商名录。
5.6.2组织应编制程序文件,以规定确保采购和外包的产品和服务满足静电防护要求所需的控制。
注:
产品包括ESDS电子产品以及防静电用品、设备、设施等。
15.7 监视和测量
5.7.1组织应提出监视和测量要求,以确保实现静电防护管理体系所确立的技术要求。
5.7.2组织应编制程序文件规定如下内容:
a)应验证的技术项目、测量限值(允许值)和验证频次,所有过程监测应与此规定相一致;
b)过程监测所使用的设备与方法;
c)做好记录并保存的要求,为判别是否满足规定的技术要求提供证据;
d)所选用的测试设备应能满足监视和测量要求,并应保存有效的校准证书。
5.7.3表3规定了EPA内各种防静电器材的技术要求,应根据实际情况选用。
在静电防护管理手册中只要选定了防静电器材,所对应的测量限值就成为强制性的。
组织应根据防静电器材、设施和工具的使用方式、使用条件和使用频度等因素,及器材、设施和工具性能随使用年限退化的规律,制定EPA内防静电器材、设施和工具的检测周期,确保其在检测周期内静电防护性能良好。
推荐的检测周期参见附录A。
初次选择或新换批次的防静电器材应由具有相应检测能力和资质的第三方检测机构进行产品认证检测。
每年进行的监视和测量项目应由具有相应检测能力和资质的第三方检测机构实施。
表3EPA内防静电用品、设备、设施的技术要求
名称
产品认证要求
监视和测量要求(符合性验证)
地面(地板、地垫)
点对点电阻1×104Ω~1×109Ω
点对点电阻1×104Ω~1×109Ω
点对接地点电阻1×104Ω~1×109Ω
点对地电阻1×104Ω~1×109Ω
人体走动电压小于100V
—
工作台(台面、台垫)
点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对接地点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对地电阻1×105Ω~1×109Ω
充电孤立导体接触分离后残余电压<200V
—
储存架/柜(储存未经防护的ESDS产品)
点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对接地点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对地电阻1×105Ω~1×109Ω
椅/凳
点对接地点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对地电阻1×105Ω~1×109Ω
防静电移动设备(如小车、梯子等)
点对点电阻小于1×109Ω
表面对地电阻小于1×109Ω
点对接地点电阻小于1×109Ω
静电防护包装
与ESDS接触的表面点对点电阻1×103Ω~1×1010Ω
内、外表面点对点电阻小于1×1010Ω
防静电屏蔽包装内感应能量小于50nJ
防静电服、帽
点对点电阻1×105Ω~1×1010Ω
点对点电阻1×105Ω~1×1010Ω
可接地防静电服
点对接地点电阻1×105Ω~1×109Ω
点对地电阻1×105Ω~1×109Ω
可接地防静电服系统
1×106Ω~3.5×107Ω
1×106Ω~3.5×107Ω
防静电鞋
鞋底电阻1×105Ω~1×108Ω
鞋底电阻1×105Ω~1×108Ω
防静电鞋套、脚跟带
鞋底导电带电阻1×105Ω~1×108Ω
鞋底导电带电阻1×105Ω~1×108Ω
防静电手套、指套
内、外表面点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
内、外表面点对点电阻1×105Ω~1×109Ω
防静电腕带
腕带线缆端对端电阻(0.8~1.2)×106Ω
腕带线缆端对端电阻(0.8~1.2)×106Ω
腕带套内表面对电缆扣电阻小于1×105Ω
腕带套内表面对电缆扣电阻小于1×105Ω
腕带套外表面对地电阻大于1×107Ω
腕带套外表面对地电阻大于1×107Ω
腕带插孔
腕带插孔对接地点电阻小于2Ω
腕带插孔对地电阻小于2Ω
腕带插头与插孔的拔出力大于1.5N
腕带插头与插孔的拔出力>1.5N
电烙铁、吸锡器、热剥器、拆焊等手持电装工具
与ESDS电子产品的接触面对地电阻小于2Ω
与ESDS电子产品的接触面对地电阻小于10Ω
与ESDS电子产品的接触面电压小于20mV
与ESDS电子产品的接触面泄漏电流小于10mA
镊子、毛刷、钳子、夹具等手持工具
与ESDS电子产品的接触面对可接地部位电阻<1×109Ω
与ESDS电子产品的接触面对地电阻小于1×109Ω
自动取放、自动电装、环境试验等设备
—
与ESDS电子产品的接触面对地电阻小于1×109Ω
表3EPA内防静电用品、设备、设施的技术要求(续)
名称
产品认证要求
监视和测量要求(符合性验证)
离子风机
静电衰变时间不大于20s(从1000V衰变到100V)
静电衰变时间不大于20s(从1000V衰变到100V)
残余电压不大于35V
残余电压不大于35V
静电连续监测仪
由用户或产品规范规定
由用户或产品规范规定
注:
上述限值适合于对静电敏感度在人体模型HBM100V及以上、带电器件模型CDM200V及以上和孤立导体35V及以上的ESDS产品的静电防护技术要求。
如果处置静电敏感度更高的ESD
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