在电子产品的制造中,静电放电往往会损伤器件,甚至使器件失效,造成严重损失,因此电子工业生产中的静电防护非常重要。本文分以下三个部分浅谈电子行业与防静电:(一)理论知识篇主要介绍电子工业的静电问题的产生,静电对电子工业的损害形式及特点(二)措施对策篇主要介绍一系列防静电措施,和一些防静电产品的使用(三)技术要求篇主要介绍电子产品的制造中对防静电技术及措施的要求,和防静电工作区的要求和检测记录等要求下面是**篇: 生活,生产中静电可谓无处不在,无时不在,从举手投足间服装的磨擦,到干燥空气的流动,都是静电产生的青萍之末.如果条件适宜,发端乎几伏,登峰造极于几百上千伏,瞬间亦可实现.这些都对CMOS等静电敏感电路造成极大威胁,更不必说设备漏电造成的危害了,故电子行业无不将静电当成大敌,尽一切努力将之拒之门外. 现代电子行业,早已进入高精密、高密度大批量生产的时代,每天产量几K到上百K,即使1%的偶然性也不可承受,更何况ESD/EOS造成的损失远不止1%,还有对品质的影响,对企业信誉的影响等,其综合损失是巨大的,故日本、欧美厂商对此十分重视,也应引起我们每一个电子行业从业人员的高度重视。首先我们先来了解一下电子工业与静电的一些基础理论知识 电子工业的静电问题的产生 静电是时时刻刻到处存在的,但是在二十世纪40-50年代很少有静电问题,因为那时是晶体三极管和二极管,而所产生静电也不如现在普遍存在。在60年代,随着对静电非常敏感的MOS器件的出现,静电问题也出现了,到70年代静电问题越来越来严重。80-90年代,随着集成电路的密度越来越大,一方面其二氧化硅膜的厚度越来越薄(微米-纳米),其承受的静电电压越来越低,另一方面,产生和积累静电的材料如塑料,橡胶等大量使用,使得静电越来越普遍存在,仅美国电子工业每年因静电造成的损失达几百亿美圆,因此静电防护已成为电子工业的隐形杀手。是电子工业普遍存在的"硬病毒",在某个时刻内外因条件具备时就要发作。 电子产品制造中的静电源: 1人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子产品制造中主要静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约0.5-2KV。另外空气湿度对静电电压影响很大,若在干燥环境中还要上升1个数量级。人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,其反应的程度称为电击感度。 2化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6000V以上的静电电压,并使人体带电,此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。 3橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013Ω,当与地面摩擦时产生静电,并使人体带电。 4树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放人包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。 5用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1-3.5KV静电电压,对敏感藉件放电。 6普通工作台面,受到摩擦产生静电。 7混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高,人体上的静电荷不易泄漏。 8电子生产设备和工具方面:例如电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机、调试和检测等设备内的高压变压器、交/盲流电路都会在设备卜感应出静电。如果设备静电泄放措施不好,都会引起敏感器件在制造中失效。烘箱内热空气循环流动与箱体摩擦CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。 静电对电子产品损害的形式 静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的三种影响: 1静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。2静电放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏)。 3静电放电电场或电流产生的热,使元件受伤(潜在损伤)。静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽(从几十兆到几千兆),对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰)。如果元件全部破坏,必能在生产及品管中被察觉而排除,影响较小,如果元件轻微受损,在正常测试下不易发现,在这种情形下,常会因经过多层之加工,甚至已在使用时,才发现破坏,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能巨大。 静电对电子产品损害有哪些特点?1 隐蔽性 人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是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电压为2-3KV,所以静电具有隐蔽性。2潜在性 有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损伤具有潜在性。3 随机性 电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说,从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生也具有随机动性性。其损坏也具有随机动性性。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、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此,有些静电损伤现象也难以与其他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。这在对静电放电损害未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。 未完待续,敬请期待下**篇……