電(dian)子產品加工中靜電(dian)防護(hu)措施研究

電子產品加工中涉及到靜電防護的常用術語

靜電釋放

靜電(dian)(dian)(dian)釋放（ESD）是靜電(dian)(dian)(dian)荷(he)在兩(liang)個由靜電(dian)(dian)(dian)源產(chan)生的(de)帶有(you)不同電(dian)(dian)(dian)位的(de)物體之(zhi)間(jian)快速傳遞的(de)現(xian)象(xiang)。當靜電(dian)(dian)(dian)荷(he)接觸或接近(jin)靜電(dian)(dian)(dian)敏感元(yuan)器(qi)件時(shi)會對元(yuan)器(qi)件造成(cheng)損傷(shang)。

電氣過載

電氣(qi)過(guo)載（EOS）是(shi)有(you)害的(de)電能(neng)作(zuo)用導致元器(qi)件損(sun)傷(shang)的(de)內在結果。這種損(sun)傷(shang)的(de)來源很多，如：用電的(de)生產設備或(huo)人(ren)工操(cao)作(zuo)過(guo)程中產生的(de)ESD。

靜電釋放敏感元器件

靜電釋放(fang)敏(min)感（ESDS）元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)是那(nei)些(xie)容易受(shou)此類高(gao)能放(fang)電影響的元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)。元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)對ESD的相對敏(min)感程度(du)取決于其結構與(yu)材(cai)料。敏(min)感度(du)會(hui)隨著元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)越來(lai)越小、運算速度(du)越來(lai)越快而增加。

靜電對電子產品的危害

操作不當會使(shi)ESDS元器件(jian)失(shi)效或發(fa)生(sheng)元器件(jian)性能(neng)的改(gai)變。這些失(shi)效可能(neng)會立即(ji)發(fa)生(sheng)或潛伏(fu)(fu)起來(lai)。立即(ji)失(shi)效的結果可以(yi)單獨測試、返(fan)工或報廢。而潛伏(fu)(fu)失(shi)效的后果是最嚴重的。即(ji)使(shi)產品(pin)通過了檢驗(yan)和功能(neng)測試，仍有可能(neng)在送到客(ke)戶手中后失(shi)效。

對ESDS元器(qi)件在電(dian)子方(fang)案開發及設計和包裝(zhuang)方(fang)面進行保護是(shi)很重要的(de)(de)。在制(zhi)造和組(zu)裝(zhuang)區域，我們經常會用(yong)一些(xie)沒有任(ren)何保護的(de)(de)電(dian)子裝(zhuang)置（如測試夾具）來連接ESDS元器(qi)件。切(qie)記只有在靜電(dian)防護區(EPA)內的(de)(de)EOS/ESD安全(quan)工作(zuo)臺上(shang)才可以(yi)從防靜電(dian)包裝(zhuang)中取出(chu)ESDS物品。

電子產品受到的靜電損傷來源

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子元器(qi)(qi)件會受到許(xu)多(duo)(duo)不(bu)同來源(yuan)的(de)(de)有害(hai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)損害(hai)。這些(xie)有害(hai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)可以是(shi)(shi)ESD電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)結果或來自我(wo)們使(shi)用的(de)(de)工具，如電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)烙鐵、吸(xi)錫器(qi)(qi)、測(ce)試(shi)儀器(qi)(qi)或其(qi)它電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子設備(bei)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)尖峰電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)脈沖。有些(xie)器(qi)(qi)件較其(qi)他器(qi)(qi)件更(geng)(geng)為(wei)敏(min)感(gan)(gan)。敏(min)感(gan)(gan)度(du)(du)原本是(shi)(shi)器(qi)(qi)件功(gong)能(neng)設計上的(de)(de)一個指標。一般來說，速(su)度(du)(du)較快、體(ti)積較小的(de)(de)器(qi)(qi)件，比(bi)起速(su)度(du)(du)較慢、體(ti)積較大的(de)(de)前(qian)(qian)一代同類器(qi)(qi)件具有更(geng)(geng)高的(de)(de)敏(min)感(gan)(gan)度(du)(du)。器(qi)(qi)件的(de)(de)用途或種類對于敏(min)感(gan)(gan)度(du)(du)起著決定性的(de)(de)作(zuo)用。這是(shi)(shi)因為(wei)某(mou)些(xie)器(qi)(qi)件在設計上就使(shi)得它對較小的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)信號或在較寬的(de)(de)頻(pin)率范圍作(zuo)出響應。以目前(qian)(qian)的(de)(de)產(chan)品而(er)言，EOS的(de)(de)問題比(bi)幾年前(qian)(qian)要嚴重(zhong)得多(duo)(duo)，將來還會更(geng)(geng)加嚴重(zhong)。

當(dang)考(kao)慮產(chan)品的(de)(de)(de)敏(min)(min)感度(du)時，我們必(bi)須著眼于組件(jian)(jian)中(zhong)最敏(min)(min)感元(yuan)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)敏(min)(min)感度(du)。有害的(de)(de)(de)電(dian)能會(hui)如同正常(chang)(chang)信號作用于電(dian)路中(zhong)一(yi)樣(yang)，被傳導或(huo)處理(li)。在操作或(huo)處理(li)敏(min)(min)感元(yuan)器件(jian)(jian)前，確保工具和(he)(he)設備不會(hui)產(chan)生破壞性的(de)(de)(de)電(dian)能非常(chang)(chang)重要，包括尖峰(feng)電(dian)壓(ya)(ya)。目前的(de)(de)(de)研究(jiu)表明，小于0.5伏(fu)的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)和(he)(he)脈(mo)沖是可以(yi)接受(shou)的(de)(de)(de)。然而，當(dang)極敏(min)(min)感元(yuan)器件(jian)(jian)數量增加，要求烙鐵、吸錫(xi)器、測試儀器和(he)(he)其它設備所產(chan)生的(de)(de)(de)脈(mo)沖不能高于0.3伏(fu)。

如大多(duo)數(shu)ESD規范所要(yao)求(qiu)，對設(she)備進行(xing)定期(qi)的測試可防止(zhi)因長期(qi)使(shi)用導致性能下降而引(yin)起(qi)的損害。為保持生產設(she)備不致造成EOS損害的能力，保養(yang)工作同(tong)樣是不可或缺的。

由于(yu)EOS損(sun)傷和ES損(sun)傷都(dou)是由不希望的電能造成的破壞(huai)性(xing)后果(guo)，兩者本質上十分相似(si)。

如果確實會發生(sheng)ESD損傷，最好(hao)的防(fang)(fang)護(hu)辦法是將防(fang)(fang)止(zhi)靜(jing)電的生(sheng)成與消除(chu)生(sheng)成的靜(jing)電相結(jie)合。所有ESD防(fang)(fang)護(hu)技術(shu)和產品的原理都是基于以上兩者或其中(zhong)之一(yi)。

ESD損(sun)傷是靜(jing)(jing)電(dian)源所產生的(de)(de)電(dian)能作用于(yu)或(huo)過于(yu)接近ESDS元器件的(de)(de)結果。靜(jing)(jing)電(dian)源在我們身邊隨處可見。生成的(de)(de)靜(jing)(jing)電(dian)強(qiang)度(du)取決于(yu)靜(jing)(jing)電(dian)源的(de)(de)特(te)性。生成靜(jing)(jing)電(dian)需要物(wu)體(ti)的(de)(de)相對運動。它(ta)們包括物(wu)體(ti)的(de)(de)接觸、分(fen)離、摩擦等。

引起靜(jing)電(dian)釋放(fang)的(de)(de)(de)罪魁(kui)禍首是(shi)絕(jue)緣(yuan)(yuan)材(cai)(cai)料(liao)，因為絕(jue)緣(yuan)(yuan)材(cai)(cai)料(liao)將(jiang)產(chan)(chan)生/獲(huo)得的(de)(de)(de)靜(jing)電(dian)荷收集起來，而不允(yun)許其從(cong)材(cai)(cai)料(liao)表面擴散。常見(jian)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)如塑(su)料(liao)袋或聚(ju)苯乙烯泡沫(mo)塑(su)料(liao)容(rong)器(qi)都會(hui)產(chan)(chan)生嚴重的(de)(de)(de)靜(jing)電(dian)，不適于使用在操作區(qu)，尤其是(shi)靜(jing)電(dian)安全區(qu)（EPA）內。從(cong)膠帶卷(juan)上剝膠帶的(de)(de)(de)動(dong)作能(neng)產(chan)(chan)生20000伏的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)。甚至(zhi)壓(ya)(ya)縮空氣吹在絕(jue)緣(yuan)(yuan)表面也會(hui)產(chan)(chan)生靜(jing)電(dian)荷。

破壞(huai)性的(de)靜(jing)電(dian)(dian)釋放常常由鄰(lin)近的(de)導(dao)體(ti)引(yin)發，如(ru)人(ren)體(ti)皮膚，并釋放到(dao)組件(jian)的(de)導(dao)體(ti)上(shang)。當(dang)攜有靜(jing)電(dian)(dian)荷的(de)人(ren)體(ti)接觸(chu)印制板組件(jian)時(shi)就會發生以上(shang)情況。靜(jing)電(dian)(dian)通過導(dao)電(dian)(dian)圖形到(dao)達(da)ESDS元器(qi)件(jian)放電(dian)(dian)時(shi)，電(dian)(dian)子組件(jian)會被破壞(huai)。遠(yuan)低于人(ren)體(ti)能夠(gou)感(gan)覺到(dao)的(de)靜(jing)電(dian)(dian)釋放（小于3500伏），仍會損害ESDS元器(qi)件(jian)。

典型的靜電壓生成強度表

電子產品加工靜電標識

警(jing)告標識可供懸掛、張(zhang)貼于廠(chang)房(fang)、元(yuan)器(qi)件(jian)、組件(jian)、設備和包(bao)裝上，用以提醒人們(men)有可能對所操作的元(yuan)器(qi)件(jian)造(zao)成靜電(dian)或電(dian)氣過(guo)載損(sun)傷。

靜電敏感及靜電防護符號

符(fu)號（1）ESD敏感符(fu)號。三角(jiao)形內有(you)一只畫有(you)斜杠欲觸摸的手，這個符(fu)號用來表示該電子或電氣元器件或組件容易被ESD事件損傷。

符(fu)號（2）ESD防(fang)護(hu)符(fu)號。與ESD敏感符(fu)號不同的(de)(de)是有(you)一圓弧包圍(wei)著三角形，手上沒有(you)那條斜杠。它(ta)用(yong)來標識專為ESD敏感組件和器件設計的(de)(de)提(ti)供(gong)ESD防(fang)護(hu)的(de)(de)器具。

符號（1）和（2）用(yong)于標識含有ESD敏感器件(jian)的裝置或組件(jian)，操作時(shi)必須區別對(dui)待。

電子產品加工常用靜電防護材料

注(zhu)：沒有ESD警告(gao)標識(shi)并不(bu)一定意味著(zhu)該組件(jian)對(dui)ESD不(bu)敏(min)感(gan)。當懷疑組件(jian)的靜電敏(min)感(gan)性時，在得出結論之前必須按(an)敏(min)感(gan)器件(jian)處理。

當在非靜(jing)電(dian)(dian)安全(quan)環境或工作區時(shi)，必(bi)須(xu)保護ESDS元器件(jian)和組(zu)件(jian)不受靜(jing)電(dian)(dian)源(yuan)損害。保護措施包(bao)括導電(dian)(dian)的靜(jing)電(dian)(dian)屏蔽盒(he)、防護罩(zhao)、袋或包(bao)裝等。

只有在靜(jing)電安(an)全(quan)工作區，才能將ESDS器(qi)件從其靜(jing)電防護包裝中取出。

了(le)解(jie)三種不同類型的防(fang)護(hu)包(bao)裝的區別是很重要的：

（1）靜電屏(ping)蔽（或阻擋層包裝）材料；

（2）抗靜電(dian)材(cai)料；

（3）靜電消(xiao)散材料。

靜電屏蔽包裝(zhuang)可防止靜電釋(shi)放(fang)穿透包裝(zhuang)進入組件(jian)引起損傷。

抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)（低充電(dian)(dian)性）材(cai)料可(ke)作為ESDS物(wu)品廉(lian)價的(de)減(jian)振材(cai)料和中間層(ceng)包裝材(cai)料。抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)材(cai)料處(chu)于運(yun)動時(shi)不產(chan)生電(dian)(dian)荷。但是，如果發生了靜(jing)電(dian)(dian)釋放，它(ta)能穿透包裝進入組件(jian)，造成(cheng)對ESDS元器件(jian)的(de)EOS/ESD損(sun)傷(shang)。

靜(jing)電消(xiao)散(san)材(cai)料(liao)(liao)具有(you)足夠的傳導性，使電荷能(neng)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靜(jing)電屏蔽材(cai)料(liao)(liao)包裝，通常在(zai)包裝的中間(jian)層(ceng)還(huan)夾有(you)靜(jing)電消(xiao)散(san)材(cai)料(liao)(liao)和抗靜(jing)電材(cai)料(liao)(liao)。

不(bu)要(yao)被包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)“顏色(se)”誤(wu)導(dao)。業界(jie)普遍認為“黑色(se)”包(bao)裝(zhuang)(zhuang)具有(you)靜(jing)(jing)電(dian)屏蔽能力或是導(dao)電(dian)的(de)，而“粉紅色(se)”是抗靜(jing)(jing)電(dian)的(de)。即使這通常是正(zheng)確(que)的(de)，但(dan)也(ye)可(ke)能會誤(wu)導(dao)。另外，目(mu)前市(shi)場上有(you)許多新(xin)型的(de)透明材(cai)(cai)料(liao)，它們可(ke)能是抗靜(jing)(jing)電(dian)甚至是靜(jing)(jing)電(dian)屏蔽材(cai)(cai)料(liao)。一(yi)段時期內，曾經假定生產中使用的(de)透明包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)都具有(you)EOS/ESD危害性。而現在來看不(bu)一(yi)定正(zheng)確(que)。

注意：

一些靜(jing)電(dian)(dian)(dian)屏蔽材(cai)(cai)料和(he)抗靜(jing)電(dian)(dian)(dian)材(cai)(cai)料，以(yi)及某些局(ju)部用抗靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑可能會(hui)影(ying)響制程中組(zu)件(jian)、元器件(jian)和(he)材(cai)(cai)料的(de)(de)可焊(han)性(xing)。應(ying)該小心選擇對產品(pin)無污染的(de)(de)包裝和(he)操作材(cai)(cai)料，并遵循廠商提供(gong)的(de)(de)使用說(shuo)明。清洗靜(jing)電(dian)(dian)(dian)消散或抗靜(jing)電(dian)(dian)(dian)材(cai)(cai)料表面的(de)(de)溶劑會(hui)降低(di)他們的(de)(de)ESD防護性(xing)能。要遵循制造商關于(yu)清洗的(de)(de)建議。

電子產品加工靜電防護工作臺

EOS/ESD安全(quan)工(gong)作(zuo)臺能防止(zhi)在(zai)操作(zuo)時產生(sheng)的(de)(de)尖(jian)峰脈沖和(he)靜電(dian)釋放(fang)對敏感元器件的(de)(de)損害。安全(quan)工(gong)作(zuo)臺應(ying)該具(ju)有(you)對EOS損害的(de)(de)防護功能，避免維修(xiu)、生(sheng)產、測試(shi)等設備產生(sheng)的(de)(de)尖(jian)峰脈沖。電(dian)烙鐵、吸錫器和(he)測試(shi)儀器產生(sheng)的(de)(de)電(dian)能足以毀壞極其敏感的(de)(de)元器件并降低其它元器件的(de)(de)性(xing)能。

為了(le)做到ESD防護，必須提(ti)供一個接地路徑來中和(he)靜(jing)電荷(he)，否則靜(jing)電能(neng)將釋放(fang)在器(qi)件或(huo)組件上。ESD安全工作臺/EPA還(huan)具有接地的靜(jing)電消(xiao)(xiao)散和(he)抗靜(jing)電臺面。對于操作人員的皮膚也提(ti)供了(le)接地途徑，消(xiao)(xiao)除皮膚或(huo)衣物產生的靜(jing)電，較好的選擇是防靜(jing)電腕帶。

在接(jie)地(di)系統中(zhong)必(bi)須采取措施，用(yong)于防(fang)止(zhi)(zhi)粗(cu)心大意或設備(bei)故障產生的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流對于操作人(ren)員的(de)(de)人(ren)身傷(shang)害(hai)。一(yi)般(ban)是在接(jie)地(di)路徑中(zhong)接(jie)入一(yi)個電(dian)(dian)(dian)阻，該(gai)電(dian)(dian)(dian)阻同(tong)時會放慢衰(shuai)減時間，防(fang)止(zhi)(zhi)來自靜(jing)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)產生的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能尖峰。另外(wai)，必(bi)須檢查所使用(yong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)(dian)壓，在工作臺上考慮引入適(shi)當(dang)的(de)(de)保護(hu)以(yi)防(fang)工作人(ren)員受(shou)到(dao)電(dian)(dian)(dian)氣傷(shang)害(hai)。

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(bi)要時，在比(bi)較(jiao)敏(min)感場合可能要求使(shi)用空氣離(li)子(zi)發(fa)(fa)生器。離(li)子(zi)發(fa)(fa)生器的選擇、擺放(fang)位置(zhi)和使(shi)用方法必(bi)須保證其有效性。

保持(chi)靜電消散(san)和抗(kang)靜電表面工作(zuo)臺無靜電源材料(liao)，如(ru)聚苯乙烯(xi)泡沫塑料(liao)、塑料(liao)吸錫器、紙質包裝(zhuang)袋、塑料(liao)或紙質筆(bi)記(ji)本、物(wu)件夾以及員工個人(ren)物(wu)品。

定期檢(jian)查(cha)工作(zuo)臺/EPA，以(yi)確保(bao)其(qi)有效(xiao)性。不正確的接(jie)地方式或(huo)接(jie)地部(bu)位(wei)氧化可能造成(cheng)對(dui)EOS/ESD裝(zhuang)置和(he)人員(yuan)的傷害。工具和(he)設(she)備也必(bi)須定期檢(jian)查(cha)和(he)保(bao)養以(yi)保(bao)證其(qi)能正常使用。

注：由于各公(gong)司環境設(she)施的獨特(te)性(xing)，必須特(te)別(bie)注意“第三(san)(san)線(xian)”接(jie)(jie)地(di)端。不同于工(gong)作臺(tai)面或大(da)地(di)，第三(san)(san)地(di)線(xian)經常會有(you)80伏到(dao)100伏的懸浮電(dian)位。完(wan)善接(jie)(jie)地(di)的EOS/ESD工(gong)作臺(tai)上(shang)的電(dian)子組件與接(jie)(jie)有(you)第三(san)(san)地(di)線(xian)的電(dian)子工(gong)具(ju)之間這80-100伏的電(dian)壓，可能會對EOS敏感(gan)元器件或人體造成傷害。大(da)多數ESD規范要(yao)求使(shi)其達到(dao)相(xiang)同的電(dian)勢。在(zai)此特(te)別(bie)推薦在(zai)EOS/ESD工(gong)作臺(tai)/EPA上(shang)使(shi)用接(jie)(jie)地(di)故障(zhang)中斷器（GFI）電(dian)信號(hao)輸出。