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靜電知識(shí)
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(jì)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(yīng)如電流熱(火花)效應(yīng)(如靜電引起的著火與爆炸)及和電磁效應(yīng)(如電磁干擾)等的學(xué)科。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,對(duì)靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)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(dāng)人體活動(dòng)時(shí)身體和衣服之間的摩擦產(chǎn)生摩擦電荷。當(dāng)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(huì)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(duì)朔料件,當(dāng)在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,會(huì)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(dǎo)電的牢固接地表面,因此造成損壞;或者通過感應(yīng)使ESD敏感的裝置的金屬部分帶電而造成損壞。
3.場(chǎng)感類型式即有強(qiáng)電場(chǎng)圍繞,這可能來之于塑性材料或人的衣服,會(huì)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(cè)會(huì)產(chǎn)生電弧以破壞氧化層,其結(jié)果為短路。
4.其它還有:機(jī)器模式、場(chǎng)增強(qiáng)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(gè)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(yīng):針對(duì)導(dǎo)電材料而言,因電子能在它的表面自由流動(dòng),如將其置于一電場(chǎng)中,由于同性相斥,異性相吸,正負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移。
③ 傳導(dǎo):針對(duì)導(dǎo)電材料而言,因電子能在它的表面自由流動(dòng),如與帶電物體接觸,將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。
三.靜電對(duì)電子元器件的危害及防護(hù)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(huì)對(duì)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(yīng)的靜電電壓也在不斷減弱。 人體平常所感應(yīng)的靜電電壓在2-4KV以上,通常是由于人體的輕微動(dòng)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(xiǎn)存在于任何沒有采取靜電防護(hù)措施的工作環(huán)境中。靜電對(duì)IC的破壞不僅體現(xiàn)在電子元器件的制造工序當(dāng)中,而且在IC的組裝、遠(yuǎn)輸?shù)冗^程中都會(huì)對(duì)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(hù)措施:
1.操作現(xiàn)場(chǎng)靜電防護(hù)。對(duì)靜電敏感器件應(yīng)在防靜電的工作區(qū)域內(nèi)操作;
2.人體靜電防護(hù)。操作人員穿戴防靜電工作服、手套、工鞋、工帽、手腕帶;等
3.儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中靜電防護(hù)。靜電敏感器件的儲(chǔ)存和運(yùn)輸不能在有電荷的狀態(tài)下進(jìn)行。
四.靜電的防護(hù)
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(duì)于導(dǎo)體通常用接地的方法,如人工帶防靜電手腕帶及工作臺(tái)面接地等。
接地通過以下方法實(shí)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(dǎo)電體直接接觸,通過接地系統(tǒng)將人體運(yùn)動(dòng)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(tái)面接地。
④ 測(cè)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(yùn)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(chǔ)存或運(yùn)輸過程中會(huì)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(duì)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(hù)。另外防靜電衣對(duì)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(cè)儀-用途:用于檢測(cè)手腕帶,腳帶,防靜電鞋是否符合要求。測(cè)試腳帶及防靜電鞋時(shí),需增加一塊金屬板及儀表連接的導(dǎo)線。
③ 除靜電離子風(fēng)機(jī)檢測(cè)儀-用途:定期對(duì)離子風(fēng)機(jī)平衡度和衰減時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)及校驗(yàn)以確保離子風(fēng)機(jī)工作在安全的指標(biāo)范圍。
④ 靜電場(chǎng)測(cè)試儀-用途:測(cè)量靜電場(chǎng)以反映靜電的存在,以電壓形式讀數(shù),用來測(cè)試物體的靜電強(qiáng)度。
⑤ 靜電屏蔽袋測(cè)試儀-用途:用于檢測(cè)靜電屏蔽袋的屏蔽效果。
⑥ 表面電阻測(cè)量?jī)x-用途:用于測(cè)量材料表面電阻,體積電阻。
B.除靜電設(shè)備
有離子風(fēng)機(jī)、風(fēng)槍、風(fēng)蛇、風(fēng)咀、風(fēng)棒、風(fēng)鼓、風(fēng)簾等。
離子風(fēng)機(jī)可大面積、寬范圍快速中和靜電,分臺(tái)式、懸掛式、臥式等。
離子風(fēng)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(fēng)棒可在狹小空間或設(shè)備內(nèi)部安裝使用,有無風(fēng)和帶風(fēng)兩種類型。
離子風(fēng)咀、風(fēng)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(tái)面須采用防靜電臺(tái)墊
③ ESD敏感型器件必須用靜電屏蔽與防靜電器具轉(zhuǎn)運(yùn)。
④ 準(zhǔn)備開封、測(cè)試靜電敏感器件時(shí)必須在防靜電工作臺(tái)上進(jìn)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(shè)備及成形工裝設(shè)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(jìn)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(cè)試時(shí),在電源接通的情況下,不能隨意插拔器件,必須在關(guān)掉電源的情況下插拔。
⑧ 凡ESD敏感型器件不應(yīng)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(shí),焊料和傳遞系統(tǒng)必須接地。
B.在防靜電要求嚴(yán)格的場(chǎng)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(jī)進(jìn)行高低溫試驗(yàn)或老化試驗(yàn)時(shí),必須先對(duì)工作場(chǎng)地及高低溫箱進(jìn)行靜電位測(cè)試,其電位不能超過安全值,否則,要進(jìn)行靜電消除處理。
② 焊接好的印制電路板要作三防處理時(shí),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(cè)量、檢驗(yàn)時(shí)所用的低阻儀器、設(shè)備(如訊號(hào)、電橋等)應(yīng)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(cè)試儀器生產(chǎn)線上,應(yīng)嚴(yán)格使用靜電電位測(cè)試監(jiān)視靜電電位的變化情況,以便及時(shí)采取靜電消除措施。
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