電(dian)(dian)子產品加工中靜電(dian)(dian)防(fang)護措(cuo)施研究

電子產品加工中涉及到靜電防護的常用術語

靜電釋放

靜(jing)(jing)電(dian)釋放（ESD）是靜(jing)(jing)電(dian)荷在(zai)兩個由靜(jing)(jing)電(dian)源產生的帶有不(bu)同電(dian)位的物體之間快速傳遞(di)的現象。當靜(jing)(jing)電(dian)荷接觸或接近靜(jing)(jing)電(dian)敏(min)感元器件時會(hui)對元器件造成(cheng)損傷。

電氣過載

電(dian)氣(qi)過(guo)載（EOS）是有害(hai)的(de)(de)電(dian)能(neng)作(zuo)用導致元器件(jian)損傷(shang)的(de)(de)內在結果。這種損傷(shang)的(de)(de)來源很多，如：用電(dian)的(de)(de)生(sheng)產設備(bei)或人(ren)工操作(zuo)過(guo)程中產生(sheng)的(de)(de)ESD。

靜電釋放敏感元器件

靜電釋放(fang)敏感(gan)（ESDS）元(yuan)器(qi)件(jian)是那些容易(yi)受此(ci)類高能(neng)放(fang)電影響的元(yuan)器(qi)件(jian)。元(yuan)器(qi)件(jian)對(dui)ESD的相(xiang)對(dui)敏感(gan)程(cheng)度(du)取(qu)決于其結(jie)構(gou)與(yu)材料。敏感(gan)度(du)會隨(sui)著(zhu)元(yuan)器(qi)件(jian)越來(lai)越小、運算速(su)度(du)越來(lai)越快(kuai)而增加。

靜電對電子產品的危害

操作不當會使ESDS元器件(jian)失(shi)效(xiao)或發生元器件(jian)性能的改(gai)變。這些失(shi)效(xiao)可能會立即發生或潛伏起來。立即失(shi)效(xiao)的結果可以單獨測試、返工或報廢。而潛伏失(shi)效(xiao)的后果是最嚴(yan)重的。即使產品通過了檢驗(yan)和功能測試，仍有可能在送到客(ke)戶手中后失(shi)效(xiao)。

對ESDS元器件(jian)在(zai)電(dian)(dian)子(zi)方案開(kai)發及設(she)計和包(bao)裝方面(mian)進行保護是很重要的。在(zai)制造和組裝區域，我(wo)們(men)經常會用一(yi)些沒有任何保護的電(dian)(dian)子(zi)裝置（如(ru)測試(shi)夾具）來連接ESDS元器件(jian)。切記只有在(zai)靜電(dian)(dian)防護區(EPA)內的EOS/ESD安全工(gong)作臺上才可以(yi)從(cong)防靜電(dian)(dian)包(bao)裝中取(qu)出ESDS物(wu)品。

電子產品受到的靜電損傷來源

電(dian)子元器(qi)件(jian)會(hui)受(shou)到許多不同來(lai)源的(de)(de)有(you)(you)害電(dian)能的(de)(de)損(sun)害。這些(xie)有(you)(you)害電(dian)能可(ke)以(yi)(yi)是(shi)ESD電(dian)壓的(de)(de)結(jie)果或來(lai)自我們使用(yong)(yong)的(de)(de)工具(ju)，如電(dian)烙鐵、吸(xi)錫器(qi)、測試儀器(qi)或其它電(dian)子設備所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)尖(jian)峰電(dian)脈沖。有(you)(you)些(xie)器(qi)件(jian)較(jiao)其他器(qi)件(jian)更為敏感。敏感度(du)原本(ben)是(shi)器(qi)件(jian)功能設計上的(de)(de)一個指標。一般來(lai)說，速度(du)較(jiao)快、體積較(jiao)小的(de)(de)器(qi)件(jian)，比起速度(du)較(jiao)慢、體積較(jiao)大的(de)(de)前一代同類器(qi)件(jian)具(ju)有(you)(you)更高(gao)的(de)(de)敏感度(du)。器(qi)件(jian)的(de)(de)用(yong)(yong)途或種類對于敏感度(du)起著決定性的(de)(de)作用(yong)(yong)。這是(shi)因(yin)為某(mou)些(xie)器(qi)件(jian)在設計上就(jiu)使得它對較(jiao)小的(de)(de)電(dian)信(xin)號(hao)或在較(jiao)寬的(de)(de)頻(pin)率范圍作出響應(ying)。以(yi)(yi)目前的(de)(de)產(chan)品而言，EOS的(de)(de)問題比幾年前要嚴(yan)重得多，將來(lai)還會(hui)更加(jia)嚴(yan)重。

當(dang)考慮(lv)產(chan)品(pin)的(de)(de)敏(min)感度(du)時，我們必須著(zhu)眼于(yu)組(zu)件中(zhong)最(zui)敏(min)感元器件的(de)(de)敏(min)感度(du)。有(you)害的(de)(de)電(dian)能會(hui)如同正(zheng)常(chang)(chang)信號作(zuo)用于(yu)電(dian)路中(zhong)一(yi)樣，被傳導或處理(li)。在操(cao)作(zuo)或處理(li)敏(min)感元器件前(qian)(qian)，確(que)保工(gong)具和設備不會(hui)產(chan)生(sheng)破壞性的(de)(de)電(dian)能非常(chang)(chang)重要，包括尖峰(feng)電(dian)壓。目前(qian)(qian)的(de)(de)研(yan)究表明，小(xiao)于(yu)0.5伏的(de)(de)電(dian)壓和脈沖是可以接受(shou)的(de)(de)。然而，當(dang)極敏(min)感元器件數量增加，要求烙鐵、吸錫器、測試儀(yi)器和其(qi)它設備所產(chan)生(sheng)的(de)(de)脈沖不能高于(yu)0.3伏。

如大多(duo)數ESD規范(fan)所(suo)要求，對設備進行定(ding)期的測試可防止因長期使用(yong)導致性能(neng)下降而引起的損害。為保(bao)持生(sheng)產設備不(bu)致造成EOS損害的能(neng)力，保(bao)養工作同樣是不(bu)可或(huo)缺的。

由(you)于EOS損(sun)傷(shang)(shang)和ES損(sun)傷(shang)(shang)都是由(you)不(bu)希望的電能造成的破壞性(xing)后果，兩者本質上十分相似。

如果確(que)實(shi)會發(fa)生ESD損傷，最(zui)好的防(fang)(fang)護(hu)辦法是(shi)將防(fang)(fang)止靜電的生成(cheng)與消除(chu)生成(cheng)的靜電相結合。所有ESD防(fang)(fang)護(hu)技術和(he)產品的原理都是(shi)基于以上兩者(zhe)或其中之一。

ESD損傷是靜(jing)電(dian)源所產生的(de)(de)電(dian)能作用于或過于接近ESDS元器件的(de)(de)結(jie)果。靜(jing)電(dian)源在我們身邊隨處可見。生成(cheng)的(de)(de)靜(jing)電(dian)強度取(qu)決于靜(jing)電(dian)源的(de)(de)特性。生成(cheng)靜(jing)電(dian)需(xu)要物體的(de)(de)相對運動(dong)。它(ta)們包括物體的(de)(de)接觸、分離、摩擦(ca)等(deng)。

引起靜電(dian)釋放的罪(zui)魁禍首(shou)是(shi)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料，因為絕(jue)緣(yuan)材(cai)料將產(chan)生(sheng)(sheng)/獲得的靜電(dian)荷(he)(he)收集(ji)起來，而不允(yun)許其從材(cai)料表(biao)面(mian)擴散。常見的材(cai)料如塑料袋或聚苯(ben)乙烯泡沫塑料容器都會產(chan)生(sheng)(sheng)嚴(yan)重的靜電(dian)，不適于使用在操作區(qu)，尤(you)其是(shi)靜電(dian)安全區(qu)（EPA）內。從膠帶卷(juan)上剝(bo)膠帶的動作能產(chan)生(sheng)(sheng)20000伏的電(dian)壓。甚至(zhi)壓縮(suo)空氣吹在絕(jue)緣(yuan)表(biao)面(mian)也會產(chan)生(sheng)(sheng)靜電(dian)荷(he)(he)。

破(po)壞性的(de)(de)靜電釋(shi)放常(chang)(chang)常(chang)(chang)由(you)鄰近的(de)(de)導體(ti)引發，如人(ren)體(ti)皮膚，并釋(shi)放到組(zu)件(jian)的(de)(de)導體(ti)上。當攜有靜電荷的(de)(de)人(ren)體(ti)接觸(chu)印(yin)制板組(zu)件(jian)時(shi)就會(hui)發生(sheng)以上情(qing)況。靜電通(tong)過導電圖形到達ESDS元器件(jian)放電時(shi)，電子組(zu)件(jian)會(hui)被破(po)壞。遠低(di)于人(ren)體(ti)能夠感覺到的(de)(de)靜電釋(shi)放（小于3500伏），仍會(hui)損害(hai)ESDS元器件(jian)。

典型的靜電壓生成強度表

電子產品加工靜電標識

警告標識可(ke)供懸掛、張貼于廠房、元器(qi)件(jian)、組件(jian)、設備和包裝上，用以提(ti)醒人(ren)們有可(ke)能(neng)對所(suo)操(cao)作的元器(qi)件(jian)造成靜電或電氣過載損傷。

靜電敏感及靜電防護符號

符號（1）ESD敏感符號。三角形內有一只畫有斜杠欲觸摸的(de)手，這個符號用來(lai)表示(shi)該電(dian)子(zi)或(huo)電(dian)氣元器件(jian)(jian)或(huo)組件(jian)(jian)容易被(bei)ESD事件(jian)(jian)損傷。

符(fu)號（2）ESD防護符(fu)號。與(yu)ESD敏(min)(min)感(gan)符(fu)號不同的(de)是有(you)一圓弧包圍著三角形，手上沒有(you)那條(tiao)斜杠。它用來標(biao)識專為ESD敏(min)(min)感(gan)組件和器件設(she)計的(de)提供(gong)ESD防護的(de)器具(ju)。

符號（1）和(he)（2）用于標(biao)識含有ESD敏感器件的裝(zhuang)置或組件，操作時必須(xu)區別(bie)對待(dai)。

電子產品加工常用靜電防護材料

注：沒有ESD警告(gao)標識并不一定意味(wei)著該組(zu)件對ESD不敏(min)感。當懷疑組(zu)件的(de)靜電敏(min)感性時，在得出結論之前(qian)必須按敏(min)感器件處理。

當在非靜(jing)電(dian)安全(quan)環境或(huo)工(gong)作區時，必須保護ESDS元器件和組件不受靜(jing)電(dian)源損害(hai)。保護措施包(bao)括導電(dian)的靜(jing)電(dian)屏蔽盒、防護罩、袋或(huo)包(bao)裝等。

只(zhi)有在靜(jing)電(dian)安全工(gong)作區，才能將ESDS器(qi)件從其靜(jing)電(dian)防護包裝中取出。

了解三種(zhong)不同類型的防護包(bao)裝(zhuang)的區別是很重要的：

（1）靜電屏蔽（或阻擋(dang)層包裝）材料；

（2）抗(kang)靜(jing)電材料；

（3）靜電消散材料。

靜電屏蔽包(bao)裝(zhuang)(zhuang)可(ke)防止靜電釋放穿(chuan)透包(bao)裝(zhuang)(zhuang)進入組件引起損(sun)傷。

抗靜(jing)電（低充(chong)電性）材料(liao)可(ke)作(zuo)為ESDS物(wu)品廉價的減振(zhen)材料(liao)和(he)中間層包裝材料(liao)。抗靜(jing)電材料(liao)處于運動(dong)時不產生(sheng)電荷(he)。但是(shi)，如果發生(sheng)了靜(jing)電釋放，它能穿透包裝進(jin)入組件，造成對ESDS元器件的EOS/ESD損傷。

靜(jing)(jing)電(dian)(dian)消(xiao)散(san)材(cai)(cai)料(liao)具有(you)足夠的傳導性，使電(dian)(dian)荷能通過其表面消(xiao)散(san)。離開EOS/ESD防護工作區域的部件必須使用(yong)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)屏蔽(bi)材(cai)(cai)料(liao)包(bao)裝，通常在包(bao)裝的中間層還夾有(you)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)消(xiao)散(san)材(cai)(cai)料(liao)和抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)材(cai)(cai)料(liao)。

不(bu)要被包(bao)裝材(cai)料的(de)“顏色(se)”誤導。業界(jie)普遍(bian)認為“黑色(se)”包(bao)裝具(ju)(ju)有(you)靜(jing)電屏(ping)蔽(bi)能力或是(shi)導電的(de)，而“粉(fen)紅色(se)”是(shi)抗(kang)靜(jing)電的(de)。即使這通常是(shi)正確(que)的(de)，但(dan)也(ye)可能會誤導。另外(wai)，目前市場上(shang)有(you)許多新(xin)型(xing)的(de)透(tou)明材(cai)料，它(ta)們可能是(shi)抗(kang)靜(jing)電甚至是(shi)靜(jing)電屏(ping)蔽(bi)材(cai)料。一段(duan)時(shi)期內，曾經假(jia)定(ding)(ding)生產中使用(yong)的(de)透(tou)明包(bao)裝材(cai)料都(dou)具(ju)(ju)有(you)EOS/ESD危(wei)害(hai)性。而現(xian)在來(lai)看不(bu)一定(ding)(ding)正確(que)。

注意：

一些靜(jing)電(dian)屏蔽(bi)材料(liao)(liao)(liao)和(he)抗(kang)靜(jing)電(dian)材料(liao)(liao)(liao)，以及某些局(ju)部用抗(kang)靜(jing)電(dian)劑可(ke)能會(hui)影(ying)響制(zhi)程中組件(jian)、元(yuan)器件(jian)和(he)材料(liao)(liao)(liao)的(de)可(ke)焊(han)性(xing)。應(ying)該小心選擇(ze)對產(chan)品無污染(ran)的(de)包裝和(he)操作材料(liao)(liao)(liao)，并遵(zun)循(xun)廠商(shang)提(ti)供的(de)使(shi)用說明。清(qing)洗靜(jing)電(dian)消(xiao)散或抗(kang)靜(jing)電(dian)材料(liao)(liao)(liao)表(biao)面的(de)溶劑會(hui)降低他們的(de)ESD防(fang)護性(xing)能。要遵(zun)循(xun)制(zhi)造商(shang)關(guan)于清(qing)洗的(de)建議。

電子產品加工靜電防護工作臺

EOS/ESD安全(quan)工作臺能(neng)(neng)防止在操作時產生的(de)(de)(de)尖峰脈沖和靜電釋放對(dui)(dui)敏(min)(min)感元器件(jian)的(de)(de)(de)損(sun)害。安全(quan)工作臺應該(gai)具有對(dui)(dui)EOS損(sun)害的(de)(de)(de)防護功(gong)能(neng)(neng)，避免維修(xiu)、生產、測試等設備產生的(de)(de)(de)尖峰脈沖。電烙(luo)鐵、吸(xi)錫(xi)器和測試儀器產生的(de)(de)(de)電能(neng)(neng)足(zu)以(yi)毀壞極其敏(min)(min)感的(de)(de)(de)元器件(jian)并降低其它元器件(jian)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)。

為了(le)(le)做(zuo)到ESD防護，必須提供(gong)一個(ge)接地路(lu)徑來(lai)中(zhong)和(he)(he)靜電(dian)(dian)荷，否(fou)則(ze)靜電(dian)(dian)能將釋放在器(qi)件或(huo)組(zu)件上。ESD安全工作臺(tai)(tai)/EPA還具有接地的靜電(dian)(dian)消(xiao)散和(he)(he)抗靜電(dian)(dian)臺(tai)(tai)面。對(dui)于(yu)操作人員的皮膚也提供(gong)了(le)(le)接地途徑，消(xiao)除皮膚或(huo)衣(yi)物產生的靜電(dian)(dian)，較好的選擇是防靜電(dian)(dian)腕帶。

在接地系統(tong)中必須(xu)采取措(cuo)施，用于防(fang)止(zhi)粗(cu)心大意(yi)或設備故障產生的(de)電(dian)流對(dui)于操作人員(yuan)的(de)人身傷害。一(yi)般是在接地路徑中接入一(yi)個電(dian)阻，該電(dian)阻同時(shi)(shi)會放慢衰減時(shi)(shi)間(jian)，防(fang)止(zhi)來(lai)自靜(jing)電(dian)源產生的(de)電(dian)能(neng)尖峰。另外，必須(xu)檢查所(suo)使用的(de)電(dian)源電(dian)壓，在工作臺上考慮引入適(shi)當的(de)保護以防(fang)工作人員(yuan)受到電(dian)氣傷害。

靜電安全操作所允許的最大接地電阻和放電時間

電子產品加工防靜電工作臺示例

必要時，在比較敏感場合可能要求使用(yong)空氣(qi)離(li)子發生器(qi)。離(li)子發生器(qi)的選擇、擺放位置和使用(yong)方(fang)法必須保證其有效(xiao)性。

保(bao)持靜(jing)電消(xiao)散和抗(kang)靜(jing)電表面(mian)工作臺無靜(jing)電源材(cai)料(liao)(liao)，如聚苯乙(yi)烯泡沫塑(su)料(liao)(liao)、塑(su)料(liao)(liao)吸錫器、紙(zhi)質包裝(zhuang)袋、塑(su)料(liao)(liao)或紙(zhi)質筆(bi)記本、物(wu)件(jian)夾以及員(yuan)工個人物(wu)品。

定期檢(jian)查(cha)工作臺/EPA，以確保(bao)其(qi)有效性(xing)。不正確的接地(di)方(fang)式(shi)或接地(di)部位氧化可能(neng)造成對EOS/ESD裝置(zhi)和人員(yuan)的傷害。工具(ju)和設備也必(bi)須定期檢(jian)查(cha)和保(bao)養(yang)以保(bao)證其(qi)能(neng)正常使用。

注(zhu)：由(you)于各公司環境設施的(de)(de)(de)獨特(te)(te)性，必須特(te)(te)別(bie)注(zhu)意“第(di)三線”接地(di)(di)(di)端。不同(tong)于工作臺(tai)面或(huo)大地(di)(di)(di)，第(di)三地(di)(di)(di)線經常會(hui)有(you)80伏(fu)到100伏(fu)的(de)(de)(de)懸浮電位。完善接地(di)(di)(di)的(de)(de)(de)EOS/ESD工作臺(tai)上的(de)(de)(de)電子(zi)組件與接有(you)第(di)三地(di)(di)(di)線的(de)(de)(de)電子(zi)工具之間這(zhe)80-100伏(fu)的(de)(de)(de)電壓，可能會(hui)對EOS敏感元(yuan)器件或(huo)人體造成(cheng)傷害(hai)。大多(duo)數ESD規范要(yao)求使(shi)其達到相同(tong)的(de)(de)(de)電勢。在(zai)(zai)此特(te)(te)別(bie)推薦(jian)在(zai)(zai)EOS/ESD工作臺(tai)/EPA上使(shi)用接地(di)(di)(di)故障中(zhong)斷器（GFI）電信號輸出。