電 話：+86-755-83867315| ESD管理體系的關(guān)鍵性因素 |
發(fā)表于《電子制程方案》06年6月刊
——建立一個(gè)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(yùn)行造成嚴(yán)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(gè)成功的ESD體系的建立、實(shí)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(jì)到產(chǎn)品被客戶接受的整個(gè)過程。而且體系必須進(jìn)行很好地管理，并使之融入到制造過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以求最終的成功。事實(shí)上，一個(gè)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(xiàng)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(xiàng)因素說明了良好的組織和授權(quán)對于體系建立和實(shí)施的初期階段以及長時(shí)間運(yùn)行和改善階段的重要性。這些因素包括：文件化的執(zhí)行計(jì)劃，管理授權(quán)，穩(wěn)定的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（process owner），以及積極的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。
接下來的五項(xiàng)因素闡述了項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的基礎(chǔ)工具：務(wù)實(shí)原則，培訓(xùn)體系，審核體系，檢測實(shí)驗(yàn)室，以及有效的外部溝通。而最后的三個(gè)因素：系統(tǒng)計(jì)劃，人性化解決問題以及持續(xù)改進(jìn)——?jiǎng)t是幫助體系有效運(yùn)行的重要管理原則。
ESD項(xiàng)目負(fù)責(zé)人必須了解12項(xiàng)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(shí)，這些因素應(yīng)得到遵循和實(shí)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(gè)關(guān)鍵性因素的基本介紹，我們在這里強(qiáng)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(xiàng)都是非常重要的。對它們?nèi)婧嗽敿?xì)的討論，可參考《ESD體系管理》一書。
因素一：有效的實(shí)施計(jì)劃
ESD體系的成功依賴它的執(zhí)行情況，缺少有效的實(shí)施計(jì)劃，即使是最完美的體系也會失敗，因此，建立一個(gè)有效的實(shí)施計(jì)劃是非常重要的。而且，計(jì)劃必須形成文字，并且努力為計(jì)劃的建立創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境：如成立一個(gè)能夠自我指導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)；在項(xiàng)目的一開始能夠透徹地理解所有概念。要保證在實(shí)施計(jì)劃時(shí)掌握了所有12個(gè)因素的內(nèi)涵。計(jì)劃的細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)并形成文字性的實(shí)施方案。同時(shí)，在計(jì)劃中應(yīng)當(dāng)明確職責(zé)、期限和進(jìn)度。
做完計(jì)劃后將計(jì)劃的實(shí)施和檢查分解成為一系列的小項(xiàng)目。此外，計(jì)劃要有整個(gè)工作的時(shí)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(shí)列入計(jì)劃中。因?yàn)樗鼈兪钦麄€(gè)體系的延伸，必須遵照體系實(shí)行。實(shí)際上，在選擇這些合作伙伴時(shí)，他們的ESD程序和包裝材料要首先經(jīng)過驗(yàn)證。
計(jì)劃還要考慮其他11項(xiàng)因素。按照本文所示，與ESD管理團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行溝通，并且對生產(chǎn)車間進(jìn)行調(diào)查，計(jì)劃的具體細(xì)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(fù)責(zé)人對每一條細(xì)則都應(yīng)該注明，該項(xiàng)目的每個(gè)任務(wù)由誰來擔(dān)當(dāng)以及什么時(shí)候來完成。
通過這種方式來組織實(shí)施項(xiàng)目，負(fù)責(zé)人的眼界會變得更寬，避免因?yàn)閭€(gè)人的傾向被細(xì)節(jié)問題所糾纏。進(jìn)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(shí)間可以根據(jù)員工在計(jì)劃中的進(jìn)度來把握。
因素二：管理授權(quán)
ESD控制貫穿于整個(gè)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(jī)制，使得計(jì)劃具體實(shí)施變得快速而高效。否則，體系的實(shí)施道路會有不可逾越的障礙，并且可能導(dǎo)致最終的失敗。
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(yàn)證，看體系是否能夠長期成功運(yùn)行。大型工廠的組織機(jī)構(gòu)，各種職能和層次的管理人員可能會多達(dá)200、300人，而小廠可能只有2、3個(gè)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(gè)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(hù)計(jì)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(jìn)行。一件能夠說明管理授權(quán)的重要事項(xiàng)是實(shí)施培訓(xùn)、采購、審核等項(xiàng)目的預(yù)算，而且該預(yù)算必須包含對項(xiàng)目負(fù)責(zé)人提供長期的財(cái)務(wù)支持。
因素三：穩(wěn)定的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人
成功的ESD體系需要穩(wěn)定，這其中包括一個(gè)穩(wěn)定的高素質(zhì)、專業(yè)化的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。早期，設(shè)立專職ESD人員的方式受到批評，之后，人們也認(rèn)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(zhǔn)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(shí)現(xiàn)，都需要專職來做。
體系實(shí)施中的困難，往往因?yàn)楹苌偃硕瓻SD技術(shù)，不了解ESD帶來的風(fēng)險(xiǎn)而被忽視。ESD負(fù)責(zé)人必須充當(dāng)所有ESD工程問題的顧問，同時(shí)又要統(tǒng)籌考慮計(jì)劃。運(yùn)作一個(gè)有效的ESD管理體系實(shí)施需要ESD負(fù)責(zé)人至少兩年的全身心的努力才能獲得財(cái)務(wù)的收益。
因素四：積極的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)
一個(gè)積極的ESD團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)是一個(gè)關(guān)鍵性的因素，因?yàn)橐粋€(gè)專職的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人不可能獨(dú)自實(shí)施和推動系統(tǒng)的進(jìn)展，況且體系的工作有很多，涉及的問題又是多方面的。
一個(gè)可以共享信息并從專家和管理層獲得幫助的工作團(tuán)隊(duì)對于項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來說是一個(gè)無價(jià)的資源，這樣的團(tuán)隊(duì)是溝通得一個(gè)重要部分，并且讓職責(zé)得到合理的分配。
因素五：務(wù)實(shí)原則
ESD控制要求必須落實(shí)并制訂正式的文件，因?yàn)檫@兩點(diǎn)是整個(gè)計(jì)劃的基礎(chǔ)。所有的活動、程序以及支持文件都是以這兩項(xiàng)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(shí)原則來說也是重要的兩個(gè)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(shí)才能強(qiáng)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(shí)編制審核表保證它得到貫徹，員工的工作就能夠依此進(jìn)行。
雖然，ESD的要求涉及面廣，要求全面，但它們必須務(wù)實(shí)才容易遵循；要求必須變成符合實(shí)際的文字人們才可以不出錯(cuò)；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(hù)等活動中使用。這些文件同樣要易于理解和務(wù)實(shí)。
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(xiàng)目負(fù)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(shí)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(gè)健康體系背后不可或缺的力量，是成功體系穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。它促使體系按照要求運(yùn)行。一個(gè)強(qiáng)有力的委員會也往往通過它建立體系的持續(xù)改善機(jī)制。以下列出的四個(gè)審核技巧能夠讓ESD項(xiàng)目負(fù)責(zé)人科學(xué)、節(jié)約地管理體系：
將審核報(bào)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人高效地管理和維護(hù)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；他們必須在最初的檢查當(dāng)中發(fā)現(xiàn)和報(bào)告所有的不符合項(xiàng)。審核的目標(biāo)是為管理層提供有用的信息以及時(shí)采取糾正措施，從而保護(hù)敏感器件不受ESD損傷。
在驗(yàn)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極具價(jià)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(jì)的基本單元是程序的不符合項(xiàng)。
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(gè)審核檢查小組、一個(gè)操作指引、一個(gè)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(xiàng)目負(fù)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(jìn)程報(bào)告管理層，此外，審核報(bào)告也是極具價(jià)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人至關(guān)重要的工具。這些檢測能力能夠讓項(xiàng)目負(fù)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(yùn)行的效果。例如，檢測是審核、設(shè)備和敏感元器件采購檢驗(yàn)、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(yàn)等活動過程中的一個(gè)有機(jī)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(shí)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(zhǔn)化目標(biāo)就可以達(dá)到。實(shí)際上，這個(gè)體系一旦建立，制造過程檢驗(yàn)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(hù)成本，促進(jìn)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(gè)可以裝入工具箱的現(xiàn)場審核工具包、一個(gè)包括一個(gè)便攜式檢測車在內(nèi)的檢測室，以及一個(gè)失效模型分析（FMA）實(shí)驗(yàn)室。
因素九：一個(gè)溝通體系
成功的ESD控制體系中，有效溝通是一個(gè)極為重要的要素，也是最具挑戰(zhàn)性的因素之一。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人往往在低估困難和失敗后方才認(rèn)識到建立溝通體系的重要性。
必須在項(xiàng)目開始時(shí)就建立一個(gè)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(gè)月當(dāng)中會三次改變某項(xiàng)確定的要求。而事實(shí)是，該項(xiàng)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：全面系統(tǒng)地進(jìn)行計(jì)劃
ESD控制體系中不同的要素構(gòu)成了一個(gè)全面的系統(tǒng)，它最終決定整個(gè)體系的成功。認(rèn)識到每個(gè)要素都是整個(gè)有機(jī)體的一個(gè)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(dá)到預(yù)期的效果。因此，全面系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃就成為體系的另一側(cè)面，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)時(shí)時(shí)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)在計(jì)劃中考慮這一點(diǎn)，并對整體的效果有一個(gè)預(yù)計(jì)。這種預(yù)計(jì)可以減少混亂，也可以防止在解決問題時(shí)出現(xiàn)新的問題。
例如，一個(gè)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：
其次，在一個(gè)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(shí)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(cuò)誤的。最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(shí)際上，如果不是因?yàn)槟_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(gè)問題的根源在于腳跟帶的設(shè)計(jì)，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(cuò)，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(gè)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(cuò)是難免的。例如，某個(gè)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(shí)上，如果員工的要求沒有考慮到，可能會導(dǎo)致整個(gè)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(gè)關(guān)鍵因素，也是考驗(yàn)體系各個(gè)方面的因素。
因素十二：持續(xù)改進(jìn)
以上十一個(gè)因素的持續(xù)改進(jìn)是一個(gè)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(gè)低投入高產(chǎn)出的體系，而這些因素的持續(xù)改進(jìn)可以讓這種效果保持下去。不少公司忽視了這一點(diǎn)的重要性，控制體系的運(yùn)行僅僅停留在熱情上，最終導(dǎo)致體系走入一個(gè)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(fèi)，沒有任何質(zhì)量改進(jìn)被認(rèn)可。因?yàn)闆]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控制體系的最終目標(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(jìn)是一個(gè)目標(biāo)接一個(gè)目標(biāo)的，沒有終點(diǎn)的過程。
在向持續(xù)改進(jìn)邁進(jìn)的過程中，確定可以達(dá)到的固定目標(biāo)是重要的。在開始的五年，首期目標(biāo)是達(dá)到ESD控制程序的零偏離。這個(gè)可以度量的目標(biāo)允許設(shè)立優(yōu)先權(quán)，讓項(xiàng)目負(fù)責(zé)人首先對最嚴(yán)重的問題負(fù)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(gè)評估和匯報(bào)結(jié)果的方法。
但是，在體系中確定零損傷并不意味著項(xiàng)目是成功的，或者已經(jīng)完結(jié)，相反零偏差的報(bào)告只是項(xiàng)目的成功的一個(gè)里程碑。項(xiàng)目總有可以改進(jìn)的空間，忽視持續(xù)改進(jìn)，項(xiàng)目就會滿足現(xiàn)狀并走向退步。
總有更好和更經(jīng)濟(jì)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(shí)，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。
參考文獻(xiàn)：
1. An ESD Management Focus, (Rome, NY: EOS/ESD Association, 1989).
2. WJ Kirk, “Uniform ESD Protection in a Large Multi-Departmental Assembly Plant,” in Proceedings of the EOS/ESD Symposium,(Orlando,
FL: EOS/ESD Association, 1982).
3. DE Frank, “The Perfect 10—Can You Really Have One?” in Proceedings of the EOS/ESD Symposium, (Las Vegas: EOS/ESD Association, 1981).
4. T Dangelmayer, ESD Program Management, 2nd ed., (Boston: Kluwer Academic Publishers, 2001).
5. R Gagne, Essentials of Learning for Instruction, (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1988).
Ted Dangelmayer 在ESD業(yè)界是著名的專家，享有極高的聲望，他曾經(jīng)擔(dān)任朗訊全球ESD實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)委員會主席、ESD/EOS學(xué)會主席。他所領(lǐng)導(dǎo)的Lucent Technologies North Andover, MA,是全球第一個(gè)拿到ESD S20.20認(rèn)證的公司。他所著的《ESD體系管理》在業(yè)界曾引起了強(qiáng)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)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?yàn)閲鴥?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(shí)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。
——譯者
|
