电子产品行业静电危害及解决方案

       一、静电及其危害

       1、静电产生

       通常任何物体带有的正负电荷是等量的,当其发生运动(摩擦、接触、冷冻、电解、温差等),一种物体积聚正电荷,另一物体积聚负电荷,从而在物体上产生静电。在电子产品生产中,产生静电的主要途径为:摩擦、感应和传导。

       2、静电危害

       据统计半导体破坏率:59%是由静电引起。而其中仅有10%的是静电敏感器件(SSD)硬击穿,即SSD立即失效(短路﹑开路﹑参数变化)。有90%的为潜在性损伤---软击穿。

       2.1、危害形式

       静电吸附尘埃,引起短路现象的产生。

       静电放电引起的器件击穿(软击穿、硬击穿)。

       2.2、击穿形式

       硬击穿:器件受到静电影响后,产生永久性的创伤或性能完全丧失。

       软击穿:器件受静电影响后,开始性能沒有明显恶化或失效,随着时间的推移,会出现随机性的变化,间歇性丧失功能,性能不稳定。結果是造成电子产品或设备工作不稳定和不可靠。

       2.3、击穿成因

       电流型(功率型)击穿:有瞬间放电现象,通过电流形式击穿;

       电压型(电场型)击穿:无放电回路,由高压电场击穿;

       能量击穿:如金属化熔融等。

       2.4、危害特性

       (1)隐蔽性:发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电的电压要达2-3kV,所以静电具有隐蔽性。

       (2)潜在性:器件在受到ESD后并不马上失效,而会在使用过程中逐渐退化或突然失效,这时的器件是“带伤工作”。由于潜在损伤的器件无法鉴别和剔除,一旦在上机应用时失效,造成的损失就更大。

       (3)随机性:静电的产生和积累要一定的条件和过程,所以未加保护也不见得件件产品都会受到ESD伤害,有一定的偶然性。

       (4)复杂性:静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小,而要求较高的技术需要使用一些高精密仪器。即使如此,有些静电损伤现象也难以与其它原因造成的损伤加以区别,使人误把静电损伤失效当作其他失效。

       2.5、存在每个环节

      电子器件从生产、包装、贮藏和运输,一直到使用的整个过程中都可能遭受静电的危害。要提醒的而且很重要的却往往容易疏忽的一点是,元器件在传送与运输的过程中,不但包装因移动容易产生静电外,而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近,工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏,所以传送与运输过程需要特别注意电子器件的包装,以避免由静电而引起的损坏 。

电子产品防静电解决方案

       二、静电控制途径

       1、静电耗散与接地

       防静电材料从防静电原理方面可以分为:导静电、静电耗散(习惯称抗静电)。二种材料可以从导电性上加以区分。国家军用标准GJB3007-1997《防静电工作区技术要求》、国家GB12158-90《防止静电事故通用导则》和国际电工技术委员会IEC61340-5-1《电子器件的静电防护-基本要求》对导静电、静电耗散(抗静电)材料的定义均有规定。三个标准之间有点差异。

       2、接地

       保护接地。就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。

       工作接地。 将电力系统中的某一点(通常是中性点)直接或经特殊设备(如消弧线圈、阻抗、电阻等)与大地作金属连接,称为工作接地。

       重复接地(并联)。接地电阻值很低,零线断路点后面碰相外壳的对地电压就很小,对人身的危险就会大大减轻。

       防雷接地。把雷电流迅速导入大地以防止雷害为目的的接地。

       防静电接地。将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫静电接地。静电接地电阻一般要求不大于10欧姆。

      3,接地方式

      软接地:指地线串接阻值较高的电阻器后再与大地相连。软接地的目的在于将对地电流限制在人身安全范围之下(通常为5毫安)和保证IC不被损坏。软接地所需要的电阻值大小,取决于靠近接地点的人员可能接触到的交、直流电压值。很多标准将软接地电阻值定为1兆欧。

       硬接地:指将地线直接接地或通过一低电阻接地。一般情况,硬接地用于静电屏蔽或仪器设备、金属体的接地。

接地范围:加工、检测、返修、试验、储存、周转装置、工具、设备和器具等,对于所有由静电而会产生危害的地方都应进行静电接地。