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靜電知識
2017-06-02 09:17:34 來源:一.ESD的含義及三種型式
ESD是代表英文Electro Static Discharge即"靜電放電"的意思。ESD是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱(火花)效應(如靜電引起的著火與爆炸)及和電磁效應(如電磁干擾)等的學科。近年來隨著科學技術的飛速發(fā)展、微電子技術的廣泛應用及電磁環(huán)境越來越復雜,對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題越來越重視。
三種型式:
1.人體型式即指當人體活動時身體和衣服之間的摩擦產(chǎn)生摩擦電荷。當人們手持ESD敏感的裝置而不先拽放電荷到地,摩擦電荷將會移向ESD敏感的裝置而造成損壞。
2.微電子器件帶電型式既指這些ESD敏感的裝置,尤其對朔料件,當在自動化生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生摩擦電荷,而這些摩擦電荷通過低電阻的線路非常迅速地瀉放到高度導電的牢固接地表面,因此造成損壞;或者通過感應使ESD敏感的裝置的金屬部分帶電而造成損壞。
3.場感類型式即有強電場圍繞,這可能來之于塑性材料或人的衣服,會發(fā)生電子轉(zhuǎn)化跨過氧化層。若電位差超過氧化層的介電常數(shù),側會產(chǎn)生電弧以破壞氧化層,其結果為短路。
4.其它還有:機器模式、場增強模型、人體金屬模型、電容耦合模型、懸浮器件模型。
二.靜電的產(chǎn)生
① 摩擦:在日常生活中,任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電,而產(chǎn)生靜電的*通方法,就是摩擦生電。材料的絕緣性越好,越容易是使用摩擦生電。另外,任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離,也能產(chǎn)生靜電。
② 感應:針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如將其置于一電場中,由于同性相斥,異性相吸,正負離子就會轉(zhuǎn)移。
③ 傳導:針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如與帶電物體接觸,將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。
三.靜電對電子元器件的危害及防護原理
電子元器件按其種類不同,受靜電破壞的程度也不一樣,*低的100V的靜電壓也會對其造成破壞。近年來隨著電子元器件發(fā)展趨于集成化,因此要求相應的靜電電壓也在不斷減弱。 人體平常所感應的靜電電壓在2-4KV以上,通常是由于人體的輕微動作或與絕緣物的磨擦而引起的。也就是說,倘若我們?nèi)粘I钪兴鶐У撵o電電位與IC接觸,那么幾乎所有的IC都將被破壞,這種危險存在于任何沒有采取靜電防護措施的工作環(huán)境中。靜電對IC的破壞不僅體現(xiàn)在電子元器件的制造工序當中,而且在IC的組裝、遠輸?shù)冗^程中都會對IC產(chǎn)生破壞。
要解決以上問題,可以采取以下各種靜電防護措施:
1.操作現(xiàn)場靜電防護。對靜電敏感器件應在防靜電的工作區(qū)域內(nèi)操作;
2.人體靜電防護。操作人員穿戴防靜電工作服、手套、工鞋、工帽、手腕帶;等
3.儲存運輸過程中靜電防護。靜電敏感器件的儲存和運輸不能在有電荷的狀態(tài)下進行。
四.靜電的防護
1.接地
接地就是直接將靜電過一條線的連接泄放到大地,這是防靜電措施中*直接*有效的,對于導體通常用接地的方法,如人工帶防靜電手腕帶及工作臺面接地等。
接地通過以下方法實施:
① 人體通過手腕帶接地。防靜電手腕帶利用人體皮膚與腕帶內(nèi)織的導電體直接接觸,通過接地系統(tǒng)將人體運動產(chǎn)生的靜電迅速泄放。
② 人體通過防靜電鞋(或鞋帶)和防靜電地板接地。
③ 工作臺面接地。
④ 測試儀器,工具夾,烙鐵接地。
⑤ 防靜電地板,地墊接地。
⑥ 防靜電轉(zhuǎn)運車,箱,架盡可能接地。
⑦ 防靜電椅接地。
2.靜電屏蔽
靜電敏感元件在儲存或運輸過程中會暴露于有靜電的區(qū)域中,用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對電子元件的影響,*通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護。另外防靜電衣對人體的衣服具有一定的屏蔽作用。
3.離子中和
A.防靜電儀表
① 手腕/腳帶綜合檢測儀-用途:用于檢測手腕帶,腳帶,防靜電鞋是否符合要求。測試腳帶及防靜電鞋時,需增加一塊金屬板及儀表連接的導線。
③ 除靜電離子風機檢測儀-用途:定期對離子風機平衡度和衰減時間進行檢測及校驗以確保離子風機工作在安全的指標范圍。
④ 靜電場測試儀-用途:測量靜電場以反映靜電的存在,以電壓形式讀數(shù),用來測試物體的靜電強度。
⑤ 靜電屏蔽袋測試儀-用途:用于檢測靜電屏蔽袋的屏蔽效果。
⑥ 表面電阻測量儀-用途:用于測量材料表面電阻,體積電阻。
B.除靜電設備
有離子風機、風槍、風蛇、風咀、風棒、風鼓、風簾等。
離子風機可大面積、寬范圍快速中和靜電,分臺式、懸掛式、臥式等。
離子風槍可局部高效快速中和靜電及吹除物體上頑固積塵。
離子風棒可在狹小空間或設備內(nèi)部安裝使用,有無風和帶風兩種類型。
離子風咀、風蛇可消除難以接近或接觸的物體的靜電和灰塵。
五.防靜電的一般工藝規(guī)程要求
A.防靜電的常規(guī)工藝規(guī)程要求
① 操作者必須戴有線防靜電手腕
② 涉及到操作靜電敏感器件的桌臺面須采用防靜電臺墊
③ ESD敏感型器件必須用靜電屏蔽與防靜電器具轉(zhuǎn)運。
④ 準備開封、測試靜電敏感器件時必須在防靜電工作臺上進行,有條件的可配用離子空氣發(fā)生器清除空氣中的電荷。
⑤ 組裝所用的焊接設備及成形工裝設備都必須接地,焊接工具使用內(nèi)熱式烙鐵,接地要良好,接地電阻要小。
⑥ 電源供電系統(tǒng)要改裝用變壓器進行隔離,地線要可靠,防止懸浮地線,接地電阻小于10歐姆
⑦ 產(chǎn)品測試時,在電源接通的情況下,不能隨意插拔器件,必須在關掉電源的情況下插拔。
⑧ 凡ESD敏感型器件不應過早地拿出原封裝,要正確按操作,盡量不能摸ESD敏感型器件管腿。
⑨ 用波峰焊接時,焊料和傳遞系統(tǒng)必須接地。
B.在防靜電要求嚴格的場合,下列防靜電工藝要求也是常常需要的。
① 凡ESD敏感型整機進行高低溫試驗或老化試驗時,必須先對工作場地及高低溫箱進行靜電位測試,其電位不能超過安全值,否則,要進行靜電消除處理。
② 焊接好的印制電路板要作三防處理時,也要采用防靜電措施。不要用一般的刷光,超聲波清洗或噴洗。
③ 調(diào)試、測量、檢驗時所用的低阻儀器、設備(如訊號、電橋等)應在ESD敏感型器件接上電源后,方可接到ESD敏感型器件的輸入端。
④ 在ESD敏感型測試儀器生產(chǎn)線上,應嚴格使用靜電電位測試監(jiān)視靜電電位的變化情況,以便及時采取靜電消除措施。
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