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静电对电子元器件的危害及防护原理

时间:2019-09-08 来源:长空电竞

1.静电的产生

静电的产生,物理教材上介绍过摩擦起电的原理,两种不同的物体互相摩擦后,物体都会带有不同的电荷,这就是静电。而产生的静电荷的多少取决于相互麻木摩擦速度、材料类型以及环境条件等诸多因素。

2.静电的危害

A.静电的产生,将形成电压;称为“静电电压或ESD”。在日常生活、工作中,时时刻刻都有静电电压产生。据有关机构检测统计所知:人体平常所感应的静电电压在2-4KV以上,通常是由于人体的轻微动作或与绝缘物的摩擦而引起的。

B.日新月异的今天,电子领域的迅猛发展,各电子元器件种类愈来愈多,其受静电破坏的程度也不一样,最低的100V的静电电压也会对其造成破坏,近年来随着电子元器件发展趋于集成化,因此要求相应的静电电压也在不断减弱。也就是说,倘若我们日常生活训所带的静电电位与IC(集成电路)接触,那么几乎所有的IC都将被破坏,这种危险存在于任何没有采取静电防护措施的工作环境中。

C.最新统计发现:工业设备中约有30%的事故是由于电子器件的静电放电损坏引起的,电子器件对静电的敏感程度有很大差别,静电对器件放电能直接导致其损坏,或者造成潜在的失效。静电对电子器件的破坏不仅体现在其制造工序中,而且在其测试、组装、运输和运作当中,甚至储存(环境)不当也会因静电放电而使其损伤。

3.静电的防护

电子器件本身对ESD非常敏感,应当针对器件的ESD敏感性在生产过程中采取相应保护措施,防止事故的发生和提高经济效益。所谓“防静电控制”计划便应运而生,现世界各大电子公司纷纷采用ESD控制措施,其目的在于增加器件产量的同时,大量减少废品和产品返修的费用,从而提高投资效益。

A.检查、安装IC静电防护作业场所,本工序防静电措施的目的在于将包括人体在内的作业场所处于同等电位。

B.将1MΩ的电阻连通后再接地,并佩戴防静电手腕带(静电带)。

C.将测试、工具、烙铁等接地。

D.工作台面铺设防静电台垫后接地。

E.操作人员穿戴防静电工作服、手套、工鞋、工帽、手腕(IC制造车间)。

F.地面铺设防静电地板或导电橡胶地垫。

GIC运输、包装过程中应保持同电位(不能在有电荷的状态下进行)。

要实现上述功能,基本做法是设法减少带电物的电压,达到设计要求的安全值以内。即要求下式中的电荷(Q)与电阻(R)要小,表电容量(C)要大。

V=IR    Q=CV    

式中V:电压,Q:电荷量,I:电流,C:静电容量,R:电阻。

当然电阻值也不是越小越好,特别是在大面积场所的防静电区域内必须考虑漏电等安全措施之后再进行材料的选取。

H.防静电台垫、地板、工鞋、工衣、周转容器等至少每月检测一次。防静电手腕带、风枪、风机、仪器等应每天检测一次。

I.防止静电积累和静电放电的根本办法是把积累就放掉它。

a.从设计产品开始就避免静电效应。选用对静电不太敏感的材料,或者对器件的输入提供防静电保护,增强对静电的抵抗能力。

b.设法消除或减少产生和积累静电的机会,把生产过程和材料放在零电位的环境中,工作人员带上导静电入地的腕带,工作台接地和采用防静电地板,以消除静电积累。

c.采用安全散失或中和静电荷法。如工作人员穿防静电服和用适当接地的腕带,使电荷入地,防止人体积存的电荷对器件放电。但是有的材料,如普通塑料和绝缘体没有导电通路,接地也不能使电荷散失,只有采用电离过程,以产生正、负离子使之被静电吸引中和掉,最终消除积累的静电荷。


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