電子工業(yè)中的靜電控制與靜電消除
摘要:ESD是電子工業(yè)中普遍存在的“硬病毒”,在某個內(nèi)外因條件具備的時刻便會發(fā)作,可以遵循以下四項原則,建立起有效的靜電控制程序。
要做到更為有效的ESD控制,首先在器件和產(chǎn)品的設(shè)計中,應充分體現(xiàn)靜電防護的思想,在器件內(nèi)部設(shè)置靜電防護元件(ESDProtectionDevice),盡量使用對靜電不敏感的器件以及對所使用的靜電放電敏感(ESDS,ESD-sensitive)器件提供適當?shù)妮斎氡Wo,使其更合理地避免ESD的傷害。
目前許多廠家已經(jīng)研制出具有內(nèi)部保護電路的器件,一系列相應的測試標準也頌布執(zhí)行,如MAXIM公司研制的模擬開關(guān)MAX4551,具有15kV的ESD保護功能,它們必須在正常工作、停機模式和斷電狀態(tài)下,依據(jù)IEC1340-3-1人體模型、IEC1000-4-2空氣間隙放電、IEC1000-4-4快速瞬變(FTB)放電等標準,接受多項模似ESD測試,確保符合IEC1000-4-2Level4要求。
此外,生產(chǎn)環(huán)境的防靜電設(shè)計也是ESD控制的關(guān)鍵所在,設(shè)計的依據(jù)是電子器件絕緣膜靜電擊穿電壓(Vesd)、整機中敏感器件的Vesd以及生產(chǎn)設(shè)備的耐靜電性能。制造必須定義和堅持一個特殊的ESD控制級別,該級別由生產(chǎn)過程中最為敏感的元件所決定,生產(chǎn)環(huán)境必須保障該級別的安全性。當不知道最敏感元件的級別時,制造商應該執(zhí)行EIA-625標準,它將ESD保護的工作區(qū)域定義為“安全區(qū)”,不包含可能產(chǎn)生高于200V的放電源。
堅持預防為主,消除產(chǎn)生靜電的過程,在生產(chǎn)和儲運過程中盡可能地減少產(chǎn)生靜電的工序和材料,可以在很大程度上消除靜電的產(chǎn)生與積累。
安全地泄放或中和靜電
同樣,無論措施多少嚴密,完全消除靜電幾乎是不可能的,所以我們的第三條原則是,安全地泄放或中和靜電,其中接地是最基本最有效的方法。
IEC1340-5-1對接地電阻作了規(guī)定,國內(nèi)航天工業(yè)標準QJ1950-90也有類似規(guī)定,綜合考慮,電子工業(yè)中生產(chǎn)和使用場所的接地電阻應在10以下,接地導線必須連接牢固,并有足夠的機械強度,否則在松斷部位可能會產(chǎn)生火花,固定設(shè)備接地導線應是1.25mm以上的多股可撓的編織電線,地線提供給防靜電腕帶、地板和工作臺表面。
適度控制環(huán)境溫濕度,也可以有效遏制靜電的殺傷力。溫度與溫度對ESD都有影響,在同一個大氣環(huán)境中,溫度較低區(qū)域會比溫度較高的區(qū)域相對濕度更大,而濕度增加則便非導體材料的表面電導率增加,空氣導電性能增強,物體上積蓄的靜電荷可以更快地泄漏,可見環(huán)境溫度越低,濕度越大,對靜電的防護就越有利。
因此在工藝條件許可時,可以使用工業(yè)加濕器、風扇噴霧器噴射水霧、地面灑水等方法提高空氣的相對濕度,降低靜電的危害。當然,通常應將溫度控制在18-28度范圍,濕度控制于40-65%RH范圍內(nèi)。
實時檢測生產(chǎn)進程與環(huán)境
生產(chǎn)過程中關(guān)注的靜電參數(shù)有電場強度、靜電電位、電荷量和電阻率。電荷量是靜電最本質(zhì)的物理量,但現(xiàn)場測量不方便,通常代以測量物體表面的靜電電位,測量時常采用非接觸式靜電電壓表,不與被測物體接觸,因而對被測物體的靜電影響很小。
檢測是ESD控制的必要手段,應在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中實時進行。操作員每次進入EPA之前需測試手/腳腕帶、防靜電鞋、防靜電工作服的性能;必須有專人負責EPA的檢測與維護,定期檢查各種ESD設(shè)備、用具、接地裝置是否滿足防靜電的要求;管理人員應定期檢查各個工位的防靜電情況,發(fā)現(xiàn)不符合要求時,要實時整改;檢測結(jié)果要整理歸檔并作為質(zhì)量管理體系認證的一部分加以核查。
以上四條原則是建立ESD控制程序的基礎(chǔ),一個有效的ESD控制體系,光有防靜電硬件系統(tǒng)是遠遠不夠的,還得有一套行之有效并得到貫徹實施的培訓、管理制度和操作程序。靜電防護是一項系統(tǒng)工程,必須貫徹整體防護思想,綜合運用均壓、接地、泄流、屏蔽和箝位等技術(shù),構(gòu)成一個完整的防護體系,才能取得明顯的效果。
環(huán)境濕度控制產(chǎn)品:超聲波加濕器