ESD 防護實例
小兵立大功?防靜電指套來報到
防治 ESD,從最不起眼的地方開始
嘉鴻關係企業 技術文章|jiahon.com.tw
最容易被忽略的污染源,是人的手指
ESD 防護談到最後,大家都想到接地系統、離子風扇、防靜電墊——但有一個污染源每天都在線上,卻最容易被忽略:人的手指。防靜電指套體積小、單價低,很多工廠覺得「加不加無所謂」。但一間 EMS 組裝廠導入之後,靜電異常件數少了 65%、感測模組良率從 96.4% 升到 98.5%——這 2.1 個百分點,在量產規模下不是小事。
1問題從哪裡來?
這間工廠的組裝線產品涵蓋汽車電子控制模組與醫療感測器,兩者對 ESD 和微塵都高度敏感。導入指套前,現場面對三個長期解決不了的問題:
裸手操作帶來指紋與油脂人員在組裝與檢測過程中直接接觸感測元件與鏡面部位,指紋與皮膚油脂殘留幾乎無法避免。
靜電放電導致元件損傷ESD 敏感元件在測試階段異常率偏高,但靜電來源難以定位。
清潔頻次高但效果有限即使增加清潔頻率,設備角落與工件托盤表面的微粒殘留仍無法有效清除。
原本嘗試過增加清潔頻率或使用防塵手套,但成本與操作不便讓這些措施難以持續落實。
2防靜電指套:規格看什麼?
防靜電指套不是所有「橡膠指套」都一樣,關鍵在材質與電阻值:
| 項目 | 規格說明 |
|---|---|
| 材質 | 導電橡膠或氯化橡膠(Chlorinated Latex) |
| 表面電阻值 | 10⁶~10⁸ Ω |
| 防護功能 | 防靜電 + 防塵雙重效果 |
| 適用工序 | 貼合、光學對位、功能測試等關鍵接觸工序 |
| 更換頻率 | 每次作業前更換(依廠內 SOP 訂定) |
3導入後的數據
這間工廠同步導入防靜電指套與無塵擦拭布,建立擦拭週期 SOP(平均每 4 小時清潔一次),並按 IEC 61340-5-1 進行靜電接地與環境監測。導入前後對比:
| 指標 | 導入前 | 導入後 | 改善幅度 |
|---|---|---|---|
| 表面微粒污染(≥0.5 µm 粒子/cm²) | 1.8 | 0.9 | -50% |
| 靜電異常比率(件/千件) | 3.2 | 1.1 | -65% |
| 感測模組良率 FPY | 96.4% | 98.5% | +2.1 p.p. |
| 清潔工時 | 100% | 78% | -22% |
4這個方案為什麼值得考慮?
防靜電指套的導入成本極低,不需要更動任何設備或主流程,只需納入標準穿戴 SOP 即可執行。對 EMS 或半導體封裝線而言,這類「耗材標準化」的改善往往是最快見效、最容易複製的品質提升手段。
相關規範:IEST-RP-CC005(無塵室手套與指套評估)、ANSI/ESD STM15.1(手套與指套電阻量測)、IEC 61340-5-1(ESD 控制計畫)、JEDEC JESD625(ESD 敏感元件處理)。
如需了解適合產線的指套規格,可參考 嘉鴻指套 / 手指套系列。
5想複製這個成果:先量基準,再讀懂數據
導入前,先用粒子計數器量關鍵區域的 ≥0.3 µm 與 ≥0.5 µm 粒子濃度,並統計靜電異常件數與 FPY;導入後用相同方法複量。沒有基準值,就無法證明效益。本案對比表的量測依據是:表面微粒污染取 AOI 光學區域的平均值,靜電異常比率依 JEDEC JESD625 抽樣,感測模組良率依 IPC-A-610 Class 3 判定。
換個單位看:不良品少了約 58%FPY 從 96.4% 升到 98.5%,是提升 2.1 個百分點;換算成不良率是從 3.6% 降到 1.5%,不良品少了約 58%。靜電異常則用「件/千件」表示,因為這個量級的不良率寫成百分比會變成 0.32% 與 0.11%,小數點容易看錯。
兩項耗材同時導入,無法單獨歸因清潔工時降 22%、表面微粒污染同時降了一半,代表改善來自「擦得更有效」,而不是「擦得更少」。不過 finger cot 擋的是人員接觸造成的污染轉移,擦拭布處理的是已經落在表面上的污染,兩者作用在不同環節;本案兩項同時換,無法分辨各自的貢獻。若您要分別驗證效益,建議分階段導入。
6同步導入的擦拭布:規格與擦拭頻率
本案同步導入的擦拭布,規格與選用重點如下:
| 項目 | 規格說明 |
|---|---|
| 材質 | 聚酯(Polyester)/尼龍複合纖維,雷射封邊 |
| 特性 | 低發塵、低離子釋放、高吸附性,乾擦與沾溶劑擦拭都適用 |
| 用途 | 工件、治具、顯微鏡鏡座與 AOI 鏡頭外罩的表面清潔 |
| 潔淨室等級 | 不同等級對發塵量的要求不同,選用前確認對應的等級 |
| 溶劑相容 | 若會沾 IPA 或其他溶劑使用,確認布材不會因溶劑而釋出纖維或添加劑 |
本案平均每 4 小時擦拭一次,但這個數字是該廠各作業站依設備開機時間與批次數據算出來的,不是憑感覺訂一個「每兩小時擦一次」。污染累積速度與產線實際運轉量相關,用數據反推頻率,才不會在低產量時做白工、在高產量時擦不夠。管理上,本案把人員穿戴規範與「擦拭布更換週期表」一起納入作業 SOP,以 IPC J-STD-001 關於清潔度與可焊性的要求為基準。
7選用 finger cot 時,還要確認的事
規格單位:Ω/sq 和 Ω 不是同一個量Ω/sq(歐姆每平方)是表面電阻率,與量測面積大小無關;Ω 是表面電阻,會隨電極的尺寸與間距而變。比較不同廠牌的規格時,請先確認雙方標示的是哪一個,單位不同的數字不能直接比大小。
更換頻率寫進作業標準書這類手指防護用品是拋棄式耗材,重複使用等於把上一道工序累積的污染帶進下一道。更換頻率應寫進作業標準書,不要交由現場自行判斷。
氯化橡膠屬天然乳膠製品氯化處理主要是為了降低表面黏性、方便配戴,處理後仍是乳膠材質。廠內若有同仁不適合接觸乳膠,應改用 nitrile 等非乳膠材質。
Finger cot 還是手套,看作業型態手套包覆完整但影響手感;finger cot 只包住指尖,對精密作業的手感影響小,比較容易推行。若作業會整隻手接觸工件,仍應使用手套。防護措施只要影響作業手感,現場就會找理由不戴——「戴不戴得住」和規格一樣重要。
Finger cot 取代不了人員接地finger cot 在手指與工件之間多了一層靜電消散材質,處理的是接觸點的電位差與污染轉移,但本身不是接地裝置。電荷要洩放出去,仍得靠人員接地:坐姿用腕帶,站姿用防靜電鞋加地板系統。
同場加映 指套之外,ESD 防護還少了這個
指套保護指尖接觸面,手環提供人體完整的靜電洩放迴路——從手腕到地面。兩者是標準 ESD 防護的一套組合,缺一不可。
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本文引用之規範,請以各發布機構之最新版本為準。
- IEST-RP-CC005《Gloves and Finger Cots Used in Cleanrooms and Other Controlled Environments》
發布機構:Institute of Environmental Sciences and Technology (IEST) - ANSI/ESD STM15.1《Methods for Resistance Measurement of Gloves and Finger Cots》
發布機構:EOS/ESD Association, Inc. - IEC 61340-5-1:2024《Electrostatics – Part 5-1》Ed. 3.0
發布機構:International Electrotechnical Commission (IEC) - IPC-A-610《Acceptability of Electronic Assemblies》
發布機構:Global Electronics Association(原 IPC) - IPC J-STD-001《Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies》
發布機構:Global Electronics Association(原 IPC) - JEDEC JESD625C.01《Requirements for Handling Electrostatic-Discharge-Sensitive (ESDS) Devices》
發布機構:JEDEC Solid State Technology Association
