ESD管理體系作用及其重要，建立一個成功的ESD管理體系是減少敏感器件ESD損傷的關(guān)鍵

靜電放電（Electrostatic discharge  ESD）會對微電子器件以及包含這些器件的電子產(chǎn)品的制造過程和工作運行造成嚴重的損傷。電子器件的微小化、操作系統(tǒng)的高速度以及工廠自動化技術(shù)的使用使得ESD控制體系成為ESD敏感器件質(zhì)量控制和可靠性保障的重要因素。

   一個成功的ESD體系的建立、實施及管理必須全方位系統(tǒng)性考慮問題，它包括從產(chǎn)品設(shè)計到產(chǎn)品被客戶接受的整個過程。而且體系必須進行很好地管理，并使之融入到制造過程的每一個環(huán)節(jié)，以求終點的成功。事實上，一個管理很好的體系比單靠硬件投入要有效得多。本文所說的12項關(guān)鍵性因素構(gòu)成了成功的ESD管理的基礎(chǔ)。

其中前四項因素說明了良好的組織和授權(quán)對于體系建立和實施的初期階段以及長時間運行和改善階段的重要性。這些因素包括：文件化的執(zhí)行計劃，管理授權(quán)，穩(wěn)定的項目負責(zé)人（process owner），以及積極的領(lǐng)導(dǎo)團隊。

接下來的五項因素闡述了項目負責(zé)人的基礎(chǔ)工具：務(wù)實原則，培訓(xùn)體系，審核體系，檢測實驗室，以及有效的外部溝通。而后面的三個因素：系統(tǒng)計劃，人性化解決問題以及持續(xù)改進——則是幫助體系有效運行的重要管理原則。

    ESD項目負責(zé)人必須了解12項關(guān)鍵性因素，并懂得其的意思所在。一旦遇到包含敏感器件的產(chǎn)品及生產(chǎn)線時，這些因素應(yīng)得到遵循和實踐。遵循這些因素能夠產(chǎn)生成本效益和持續(xù)性成功的效果。

   本文是12個關(guān)鍵性因素的基本介紹，我們在這里強調(diào)它們，是希望它們可以像座右銘一樣被牢牢記住。雖然在本文某些因素只是簡單地介紹，但它們每一項都是非常重要的。對它們詳細的討論，可參考《ESD體系管理》一書。

因素一：有效的實施計劃

   ESD體系的成功依賴它的執(zhí)行情況，缺少有效的實施計劃，即使是比較上乘的體系也會失敗，因此，建立一個有效的實施計劃是非常重要的。而且，計劃必須形成文字，并且努力為計劃的建立創(chuàng)造一個良好的環(huán)境：如成立一個能夠自我指導(dǎo)的團隊；在項目的一開始能夠透徹地理解所有概念。要保證在實施計劃時掌握了所有12個因素的內(nèi)涵。計劃的細節(jié)應(yīng)當(dāng)并形成文字性的實施方案。同時，在計劃中應(yīng)當(dāng)明確職責(zé)、期限和進度。

    做完計劃后將計劃的實施和檢查分解成為一系列的小項目。此外，計劃要有整個工作的時間表，要保證將供應(yīng)商、分銷商、分包商和初始設(shè)備制造商（original equipment manufacturers）在建立體系時列入計劃中。因為它們是整個體系的延伸，必須遵照體系實行。實際上，在選擇這些合作伙伴時，他們的ESD程序和包裝材料要首先經(jīng)過驗證。

計劃還要考慮其他11項因素。按照本文所示，與ESD管理團隊成員進行溝通，并且對生產(chǎn)車間進行調(diào)查，計劃的具體細節(jié)應(yīng)當(dāng)列入相應(yīng)的類別，如管理委員會、測試室、采購、自動化設(shè)備等。負責(zé)人對每一條細則都應(yīng)該注明，該項目的每個任務(wù)由誰來擔(dān)當(dāng)以及什么時候來完成。

    通過這種方式來組織實施項目，負責(zé)人的眼界會變得更寬，避免因為個人的傾向被細節(jié)問題所糾纏。進而，優(yōu)先級別可以設(shè)置得更有效，任務(wù)可以分配給適當(dāng)?shù)娜藛T，時間可以根據(jù)員工在計劃中的進度來把握。

因素二：管理授權(quán)

   ESD控制貫穿于整個公司及其供應(yīng)商和分包商，因此，尋求所有層面的管理支持，特別是高層管理的支持是非常重要的。它可以建立一種協(xié)作機制，使得計劃具體實施變得快速而高效。否則，體系的實施道路會有不可逾越的障礙，并且可能導(dǎo)致結(jié)果的失敗。

因此，必須首先積極尋求管理的授權(quán)，然后通過周期性地驗證，看體系是否能夠長期成功運行。大型工廠的組織機構(gòu)，各種職能和層次的管理人員可能會多達200、300人，而小廠可能只有2、3個管理人員。無論怎樣，被授權(quán)管理員工、解決ESD問題的各層管理人員是  一個成功ESD體系的重要組成部分。沒有明晰和有力的委員會和高層管理的參與，問題就不能得到長期有效地解決。只要高層管理對體系有信心，即使先前持抵制態(tài)度的少數(shù)中層和低層的管理人員也會轉(zhuǎn)向支持體系。

    一旦管理授權(quán)建立起來，就應(yīng)當(dāng)通過標(biāo)語等形式對所有員工宣布公司ESD防護計劃和解決問題的方法。而且讓這種推廣方式應(yīng)通過管理手段每年都進行。一件能夠說明管理授權(quán)的重要事項是實施培訓(xùn)、采購、審核等項目的預(yù)算，而且該預(yù)算必須包含對項目負責(zé)人提供長期的財務(wù)支持。

因素三：穩(wěn)定的項目負責(zé)人

    成功的ESD體系需要穩(wěn)定，這其中包括一個穩(wěn)定的高素質(zhì)、專業(yè)化的領(lǐng)導(dǎo)團隊。早期，設(shè)立專職ESD人員的方式受到批評，之后，人們也認為ESD兼職在小公司足矣，然而，在規(guī)模較大的公司，ESD兼職方式不可能讓ESD的工作得到有效完成。技術(shù)研究、設(shè)備購買選型、準備程序手冊和操作指引、建立培訓(xùn)體系以及讓關(guān)鍵性因素得到實現(xiàn)，都需要專職來做。

   體系實施中的困難，往往因為很少人懂ESD技術(shù)，不了解ESD帶來的風(fēng)險而被忽視。ESD負責(zé)人必須充當(dāng)所有ESD工程問題的顧問，同時又要統(tǒng)籌考慮計劃。運作一個有效的ESD管理體系實施需要ESD負責(zé)人至少兩年的全身心的努力才能獲得財務(wù)的收益。

因素四：積極的領(lǐng)導(dǎo)團隊

    一個積極的ESD團隊可以將所有的努力集中起來，并可更高效率地解決問題。管理團隊是一個關(guān)鍵性的因素，因為一個專職的項目負責(zé)人不可能獨自實施和推動系統(tǒng)的進展，況且體系的工作有很多，涉及的問題又是多方面的。

    一個可以共享信息并從專家和管理層獲得幫助的工作團隊對于項目負責(zé)人來說是一個無價的資源，這樣的團隊是溝通得一個重要部分，并且讓職責(zé)得到合理的分配。

因素五：務(wù)實原則

    ESD控制要求必須落實并制訂正式的文件，因為這兩點是整個計劃的基礎(chǔ)。所有的活動、程序以及支持文件都是以這兩項要求為前提的。

    理所當(dāng)然，注意培訓(xùn)需求和形成易于理解的文件對于務(wù)實原則來說也是重要的兩個方面。正確地執(zhí)行程序要求依賴于對要求的充分理解，因此完全將其文件化是根本。此外，體系的要求必須務(wù)實才能強制執(zhí)行。

編寫手冊可以使要求形成文字，它可以在所有員工的培訓(xùn)和技術(shù)普及當(dāng)中發(fā)揮作用。手冊中所反映出的信息應(yīng)該是ESD體系可以理解的陳述。培訓(xùn)以此為基礎(chǔ)，同時編制審核表保證它得到貫徹，員工的工作就能夠依此進行。

    雖然，ESD的要求涉及面廣，但它們必須務(wù)實才容易遵循；要求必須變成符合實際的文字人們才可以不出錯；程序必須清楚地說明，并優(yōu)先考慮人性化因素（見因素十一），它才可以得到貫徹。

編寫的支持性的操作指引會在過程檢查、審核和工廠維護等活動中使用。這些文件同樣要易于理解和務(wù)實。

因素六：目標(biāo)性培訓(xùn)

    顯而易見，成功的ESD中，培訓(xùn)也是關(guān)鍵性因素之一，是所有階段首要考慮的問題。培訓(xùn)體系要建立在可以度量目標(biāo)的基礎(chǔ)之上，而目標(biāo)的度量又來自于審核體系。ESD項目負責(zé)人應(yīng)明確和決定培訓(xùn)的具體需求。審核的結(jié)果可以清楚地表明：什么時候需要培訓(xùn)、誰需要培訓(xùn)、培訓(xùn)什么內(nèi)容以及培訓(xùn)是否成功。

因素七：應(yīng)用科學(xué)手段的審核

    審核是一個健康體系背后不可或缺的力量，是成功體系穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。它促使體系按照要求運行。一個強有力的委員會也往往通過它建立體系的持續(xù)改善機制。以下列出的四個審核技巧能夠讓ESD項目負責(zé)人科學(xué)、節(jié)約地管理體系：

I.          ESD系統(tǒng)審核

II.       內(nèi)部審核

III.     統(tǒng)計程序

IV.     員工的自檢

    將審核報告公布能夠促使各部門的經(jīng)理和工程師改善本部門的工作。它為項目負責(zé)人高效地管理和維護體系提供了必要的工具。它們能夠明確問題，又能隨后解決問題。

挑選審核員和過程檢查員很關(guān)鍵：他們必須能夠承受受到關(guān)注的壓力；他們必須在開始的檢查當(dāng)中發(fā)現(xiàn)和報告所有的不符合項。審核的目標(biāo)是為管理層提供有用的信息以及時采取糾正措施，從而保護敏感器件不受ESD損傷。

在驗證各部門是否符合ESD控制程序規(guī)定要求中，取樣技巧、審核以及過程檢查是有價值的工具。這些程序必須寫入手冊和操作指引以便員工經(jīng)過培訓(xùn)后照章執(zhí)行。用于體系檢查統(tǒng)計的基本單元是程序的不符合項。

對于一次審核來說，要將程序轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}，并將其編制為檢查表來使用。除檢查表之外，審核體系還包括一個審核檢查小組、一個操作指引、一個便攜的測試箱以及用于編制文件和處理數(shù)據(jù)的軟件。收集的數(shù)據(jù)印制成趨勢圖或Pareto分析表等形式。項目負責(zé)人用這些圖表表明趨勢，指定和明確問題所在，并且將進程報告管理層，此外，審核報告也是有價值的培訓(xùn)教材。審核體系的直接作用是持續(xù)改善。

因素八：ESD檢測工具

     足夠的檢測能力是ESD項目負責(zé)人至關(guān)重要的工具。這些檢測能力能夠讓項目負責(zé)人通過電氣測量，科學(xué)地評估體系各方面問題及其運行的效果。例如，檢測是審核、設(shè)備和敏感元器件采購檢驗、定義技術(shù)要求及程序、控制產(chǎn)品的來料檢查、生產(chǎn)問題解決，培訓(xùn)示例、器件及系統(tǒng)失效性分析、產(chǎn)品或系統(tǒng)出貨前檢驗等活動過程中的一個有機部分。

    雖然某些檢測可能會非常復(fù)雜，但本文所推薦的許多檢測是基礎(chǔ)性的。這與體系務(wù)實的哲學(xué)思想是一致的。例如，通過檢測ESD控制設(shè)施，審核檢測過程中的標(biāo)準化目標(biāo)就可以達到。實際上，這個體系一旦建立，制造過程檢驗員所做所有前周期性檢測，通過一種手腕帶檢測儀就能完成。這一觀念可以顯著降低體系維護成本，促進執(zhí)行，讓測試變得容易，并可簡化培訓(xùn)。

   配備什么樣的檢測設(shè)施，取決于公司的預(yù)算、工廠的大小和檢測的目標(biāo)。各種測試設(shè)備和三種類別的檢測設(shè)施應(yīng)當(dāng)予以建立，并能使用。這些設(shè)備和設(shè)施包括一個可以裝入工具箱的現(xiàn)場審核工具包、一個包括一個便攜式檢測車在內(nèi)的檢測室，以及一個失效模型分析（FMA）實驗室。

因素九：一個溝通體系

    成功的ESD控制體系中，有效溝通是一個極為重要的要素，也是具有挑戰(zhàn)性的因素之一。項目負責(zé)人往往在低估困難和失敗后方才認識到建立溝通體系的重要性。

    必須在項目開始時就建立一個健康的溝通體系，而且在所有階段，它都應(yīng)得到積極的管理。誤解會對體系造成影響，舉例來說，一次，一名質(zhì)量審核員問，為什么在九個月當(dāng)中會三次改變某項確定的要求。而事實是，該項要求三年前就發(fā)布了，而且從未變過，只是該審核員自己誤以為它在變而已。

因素十：系統(tǒng)地進行計劃

    ESD控制體系中不同的要素構(gòu)成了一個的系統(tǒng)，它始終決定整個體系的成功。認識到每個要素都是整個有機體的一個部分，而不是只見樹木不見森林非常重要。改變體系中的任何部分都會波及到其他要素。同樣，體系也要通過改變來達到預(yù)期的效果。因此，系統(tǒng)進行計劃就成為體系的另一側(cè)面，項目負責(zé)人應(yīng)當(dāng)時時懂得，并在管理當(dāng)中應(yīng)用。

    首先，在因改變現(xiàn)狀而導(dǎo)致的波及問題出現(xiàn)之前，項目負責(zé)人應(yīng)當(dāng)在計劃中考慮這一點，并對整體的效果有一個預(yù)計。這種預(yù)計可以減少混亂，也可以防止在解決問題時出現(xiàn)新的問題。

例如，一個公司要將三種不同尺寸的手腕帶換成一種可調(diào)節(jié)大小的手腕帶，考慮因此所帶來的相關(guān)問題就有很多：

·                   要對所有員工進行新手腕帶怎樣調(diào)節(jié)的培訓(xùn)嗎？

·                   公司的手冊當(dāng)中有關(guān)手腕帶的培訓(xùn)是否必須重新寫？

·                    因此會不會影響檢查員的操作指引和檢查清單？

·                    將這一個改變與各方進行溝通的較佳途徑是什么？

·                    替換后，舊手腕帶的檢測方法是能否適用于新手腕帶？

·                    必須尋找和購買新的測試儀器嗎？

·                    如果新的測試方法被許可，已經(jīng)寫好的文件必須怎樣改寫？

·                    這種可調(diào)節(jié)手腕帶是否真的適合每個人？

·                    員工會覺得手腕帶可靠舒適嗎？

·                     應(yīng)當(dāng)為手腕過大或過小的人員準備備用手腕帶嗎？

·                    不用改變與公司長期合作的供應(yīng)商能否購買到這種新手腕帶？

   其次，在一個綜合性體系中，波及問題往往會掩蓋問題的根源所在。不能明確問題的根源所在，同樣的問題會一遍遍重復(fù)出現(xiàn)。

   例如，某公司在審核時發(fā)現(xiàn)防靜電腳跟帶有問題，經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，許多員工穿戴腳跟帶的方法是錯誤的。直接的解決方法是增加員工使用腳跟帶方法的培訓(xùn)，但實際上，如果不是因為腳跟帶使用方法復(fù)雜，就不會出現(xiàn)這種問題，反復(fù)培訓(xùn)也就不必要了。這個問題的根源在于腳跟帶的設(shè)計，而不是公司的培訓(xùn)方法。將腳跟帶更換成簡單使用的款式，就不可能有人員出錯，問題也就得到了根本的解決。

因素十一：人性化地解決問題

   員工執(zhí)行ESD控制程序的能力是解決ESD問題的重要部分。體系中每一個影響員工規(guī)定都必須考慮到員工所有合理要求和利益，也應(yīng)想到人員出錯是難免的。例如，某個設(shè)施讓人不舒服，也不容易使用，員工就不會愿意執(zhí)行。事實上，如果員工的要求沒有考慮到，可能會導(dǎo)致整個體系的崩潰。用人性化的方式處理問題，考慮員工要求，是ESD體系中的一個關(guān)鍵因素，也是考驗體系各個方面的因素。

因素十二：持續(xù)改進

   以上十一個因素的持續(xù)改進是一個健康的ESD體系的基礎(chǔ)。有效地貫徹這些因素，可以創(chuàng)造出一個低投入高產(chǎn)出的體系，而這些因素的持續(xù)改進可以讓這種效果保持下去。不少公司忽視了這一點的重要性，控制體系的運行僅僅停留在熱情上，始終導(dǎo)致體系走入一個荒廢、完全失效的境地。隨之而來的是，所有的投入也隨之浪費，沒有任何質(zhì)量改進被認可。因為沒有任何審核體系能夠發(fā)現(xiàn)，通常這種缺陷不易被察覺。

   相反，ESD控制體系的目標(biāo)是，通過產(chǎn)品、服務(wù)的改善以及成本的降低讓客戶滿意。不像贏得比賽一樣有固定的目標(biāo)，持續(xù)的改進是一個目標(biāo)接一個目標(biāo)的，沒有終點的過程。

在向持續(xù)改進邁進的過程中，確定可以達到的固定目標(biāo)是重要的。在開始的五年，首期目標(biāo)是達到ESD控制程序的零偏離。這個可以度量的目標(biāo)允許設(shè)立優(yōu)先權(quán)，讓項目負責(zé)人首先對較為嚴重的問題負責(zé)，對次要問題而不直接承擔(dān)，如此類推。這也直接提供了一個評估和匯報結(jié)果的方法。

    但是，在體系中確定零損傷并不意味著項目是成功的，或者已經(jīng)完結(jié)，相反零偏差的報告只是項目的成功的一個里程碑。項目總有可以改進的空間，忽視持續(xù)改進，項目就會滿足現(xiàn)狀并走向退步。

    總有更好和更經(jīng)濟的技術(shù)和新的ESD控制產(chǎn)品需要評估，有新的解決方案需要考慮，有更好的培訓(xùn)技巧需要推行，而與此同時，ESD損傷的敏感器件也在不斷地增加，保持技術(shù)同步的發(fā)展是至關(guān)重要的。

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5. R Gagne, Essentials of Learning for Instruction, (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1988).

   Ted Dangelmayer 在ESD業(yè)界是杰出的專家，享有極高的聲望，他曾經(jīng)擔(dān)任朗訊全球ESD實驗室的主席，國際ESD聯(lián)合會主席，美國靜電放電協(xié)會（ESDA）標(biāo)準委員會主席、ESD/EOS學(xué)會主席。他所領(lǐng)導(dǎo)的Lucent Technologies North Andover, MA,是全球**個拿到ESD S20.20認證的公司。他所著的《ESD體系管理》在業(yè)界曾引起了強烈的反響，也廣泛為歐美各國電子企業(yè)的ESD體系建立所遵循。本文是該書的濃縮，也是作者大量實踐經(jīng)驗的一個總結(jié)。文章沒有精彩的語句，但不乏精彩的思想。今天借助《電子制程方案》將這篇文章介紹給國內(nèi)的ESD工作者，是希望它能夠為國內(nèi)電子企業(yè)的ESD體系建設(shè)指明方向，也希望它能為ESD實踐工作提供理論上的依據(jù)和支持，更希望它能夠推動國內(nèi)ESD技術(shù)的普及和發(fā)展。