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    静电知识

    2017-06-02 09:17:34  来源:
    一.ESD的含义及三种型式
    ESD是代表英文Electro Static Discharge即"静电放电"的意思。ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁干扰)等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。
    三种型式:
    1.人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD敏感的装置而不先拽放电荷到地,摩擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。
    2.微电子器件带电型式既指这些ESD敏感的装置,尤其对朔料件,当在自动化生产过程中,会产生摩擦电荷,而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面,因此造成损坏;或者通过感应使ESD敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。
    3.场感类型式即有强电场围绕,这可能来之于塑性材料或人的衣服,会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数,侧会产生电弧以破坏氧化层,其结果为短路。
    4.其它还有:机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。

    二.静电的产生
    ① 摩擦:在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的*通方法,就是摩擦生电。材料的绝缘性越好,越容易是使用摩擦生电。另外,任何两种不同物质的物体接触后再分离,也能产生静电。
    ② 感应:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如将其置于一电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负离子就会转移。
    ③ 传导:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如与带电物体接触,将发生电荷转移。

    三.静电对电子元器件的危害及防护原理
    电子元器件按其种类不同,受静电破坏的程度也不一样,*低的100V的静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。 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磨擦而引起的。也就是说,倘若我们日常生活中所带的静电电位与IC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。静电对IC的破坏不仅体现在电子元器件的制造工序当中,而且在IC的组装、远输等过程中都会对IC产生破坏。
    要解决以上问题,可以采取以下各种静电防护措施:
    1.操作现场静电防护。对静电敏感器件应在防静电的工作区域内操作;
    2.人体静电防护。操作人员穿戴防静电工作服、手套、工鞋、工帽、手腕带;等
    3.储存运输过程中静电防护。静电敏感器件的储存和运输不能在有电荷的状态下进行。

    四.静电的防护
    1.接地
    接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地,这是防静电措施中*直接*有效的,对于导体通常用接地的方法,如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。
    接地通过以下方法实施: 
    ① 人体通过手腕带接地。防静电手腕带利用人体皮肤与腕带内织的导电体直接接触,通过接地系统将人体运动产生的静电迅速泄放 
    ② 人体通过防静电鞋(或鞋带)和防静电地板接地。
    ③ 工作台面接地。
    ④ 测试仪器,工具夹,烙铁接地。
    ⑤ 防静电地板,地垫接地。
    ⑥ 防静电转运车,箱,架尽可能接地。
    ⑦ 防静电椅接地。

    2.静电屏蔽 
    静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中,用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响,*通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。

    3.离子中和
    A.防静电仪表
     
    ① 手腕/脚带综合检测仪-用途:用于检测手腕带,脚带,防静电鞋是否符合要求。测试脚带及防静电鞋时,需增加一块金属板及仪表连接的导线。
    ③ 除静电离子风机检测仪-用途:定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围。
    ④ 静电场测试仪-用途:测量静电场以反映静电的存在,以电压形式读数,用来测试物体的静电强度。
    ⑤ 静电屏蔽袋测试仪-用途:用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。
    ⑥ 表面电阻测量仪-用途:用于测量材料表面电阻,体积电阻。

    B.除静电设备
    有离子风机、风枪、风蛇、风咀、风棒、风鼓、风帘等。
    离子风机可大面积、宽范围快速中和静电,分台式、悬挂式、卧式等。
    离子风枪可局部高效快速中和静电及吹除物体上顽固积尘。
    离子风棒可在狭小空间或设备内部安装使用,有无风和带风两种类型。
    离子风咀、风蛇可消除难以接近或接触的物体的静电和灰尘。

    .防静电的一般工艺规程要求
    A.防静电的常规工艺规程要求
    ① 操作者必须戴有线防静电手腕
    ② 涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用防静电台垫
    ③ ESD敏感型器件必须用静电屏蔽与防静电器具转运。
    ④ 准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行,有条件的可配用离子空气发生器清除空气中的电荷。
    ⑤ 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地,焊接工具使用内热式烙铁,接地要良好,接地电阻要小。
    ⑥ 电源供电系统要改装用变压器进行隔离,地线要可靠,防止悬浮地线,接地电阻小于10欧姆
    ⑦ 产品测试时,在电源接通的情况下,不能随意插拔器件,必须在关掉电源的情况下插拔。
    ⑧ 凡ESD敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作,尽量不能摸ESD敏感型器件管腿。
    ⑨ 用波峰焊接时,焊料和传递系统必须接地。

    B.在防静电要求严格的场合,下列防静电工艺要求也是常常需要的。 
    ① 凡ESD敏感型整机进行高低温试验或老化试验时,必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试,其电位不能超过安全值,否则,要进行静电消除处理。
    ② 焊接好的印制电路板要作三防处理时,也要采用防静电措施。不要用一般的刷光,超声波清洗或喷洗。
    ③ 调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备(如讯号、电桥等)应在ESD敏感型器件接上电源后,方可接到ESD敏感型器件的输入端。
    ④ 在ESD敏感型测试仪器生产线上,应严格使用静电电位测试监视静电电位的变化情况,以便及时采取静电消除措施

     


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