电子产品组装中的静电防护技术

电子产品组装中的静电防护技术

在电子产品生产中，从元件的存放、贴装、焊接、清洗、测试直到包装，都有可能因静电放电造成对器件的损害，因此静电防护越来越重要。

1、 电的产生

1.1 接触摩擦起电

例如两块密切接触的塑料分开可产生高达10KV以上的静电，几乎常见的非金属和金属之间接触分离都会产生静电，这是最常见的产生静电的原因之一。

1.2 剥离起电

当相互密切结合的物体剥离时，双方会带上静电，常见：面膜与胶面分离。

1.3 断裂带电

材料因机械断裂使带电粒子分开，断裂两半后的材料各带上了等量的导性电荷。

1.4 高速运动中的物体

例如：贴片机贴片过程中因元器件的快速运动而产生静电，约在600V左右。

2、 静电放电时电子工业的危害

电子工业中，摩擦起电和人体带电常有发生，如果操作者不采取静电防护措施，人体静电可达1.5~3KV。

2.1 静电击穿与软击穿

硬击穿：造成整个器件的失效和损坏；软击穿：造成器件中的局部损伤，降低了器件的技术性能，留下不易被发现的隐患，产品在使用中随时间软击穿发展为元器件的永久性失效。易击穿的常为集成电路，特别是金属氧化膜导体（MOS）器件。

3、 电子产品环境中的静电源

3.1 人体静电

人体活动及人与衣服，鞋等物体之间的摩擦、接触分离，人体便成为最主要的静电源之一。人体静电是导致元件击穿，软击穿的主要原因。人体电量在1KV以下时触摸地线无感觉，2KV不疼痛有感觉，2.5KV有针刺感，4.1KV以上会感觉疼痛，在光暗时，可见有微光。

3.2 其他静电源

工作服、工作鞋、树脂、浸漆、塑料封装，周转器具、普通工作台、绝缘地面、高低温箱、生产设备（电烙铁、波峰焊、帖片机）。

4、 静电防护

在电子生产中，静电防护的基本思想是对可能产生静电的地方要防止静电的积聚，使之边产生边“泄放”，控制在一个安全范围之内。

电子产品制造过程中静电的危害与防护

摘要：静电的产生对人类的生产和生活会产生很大的危害，尤其是对电子产品的生产企业造成巨大的损失，所以在电子产品的制造过程，采取系统有效地静电防护措施，可减少静电对电子产品的损伤，降低企业成本，提高产品质量。

关键词：静电防护；静电放电

静电危害是电子产品生产过程中一大安全隐患，其造成的后果和损失往往十分严重。由于其产生简单、广泛且不易被发觉和重视，更加剧了其潜在的危险性。它可以在不经意间将昂贵的电子器件击穿，造成元器件失效，甚至引起火灾和爆炸，造成无可挽回的损失。所以在电子产品的制造过程中，采取静电防护措施是十分有必要的。

1 静电的产生

静电是由不同物质的接触、分离或相互之间摩擦而产生的， 当两个不同物质的物体相互接触时就会使得其中的一个物体失去一些电荷，当电子转移到另一个物体上时就会使其带上正电荷，而另外一个物体上将会带负电荷。若在分离的过程中出现正负电荷难以中和，这样就是使正负电荷在这两个物体上失去平衡，电荷就会因为积累作用而使物体上产生静电。所以当物体之间的接触、分离或摩擦就会使其产生静电。在电子产品生产过程中的焊接、贴片、装配、调试、包装，以及生活中的行走、起立、脱衣服等，都会产生静电。

2 静电的危害

静电对电子产品生产中的危害大致可分为两种：一种是由静电产生的吸附力而引起的空气中的浮游灰尘的吸附；另一种是由静电放电现象引起的介质击穿。

2.1 静电吸附

在电子器件的生产制造过程中，由于大量使用了很多高分子物质制成的设备和材料，它们自身的绝缘度很高，而在生产制造过程中出现的一些接触、分离或摩擦，都可造成其表面正负电荷的积聚，当正负电荷打破局部的平衡时，就会使其产生静电，在这种情况下，很容易使生产场地的浮游灰尘被静电吸附于芯片上，这样就会降低芯线之间的绝缘阻抗，引起短路，使器件损坏，而很小的灰尘吸附都有可能对电子器件的性能产生不良影响。

2.2 静电放电引起介质击穿

电子装配过程中静电防护浅析

伴随着科技的发展，电子产品集成度越来越高，在电子原件的生产、集成过程中，面临静电的威胁也日益严峻，为了有效的避免静电对电子原件的损伤或损坏，延长产品使用寿命，提高成活率，静电的有效防护是关键所在。通过对静电产生的原理、放电模型、静电防护原则、静电的危害以及防护措施进行一一介绍，分析了电子装配过程防静电应采取的相关措施，以及后续生产过程中静电防护区域的管理维护和注意事项。

标签： ESD；EPA；防护；防静电

1 静电产生的原理

通常在工作人员操作或者生产活动过程中，材料之间的接触、分离或者相对運动都可以导致电荷的产生和积累。静电的产生可以从宏观和微观两个角度去描述，宏观上，物体的接触分离、摩擦、电磁感应等行为都会产生静电，微观上讲，核外电子的转移，形成电子的不均匀分布，使得两个不同的物体带上电荷，进而产生静电。静电大致可以分为以下几种：（1）粉尘静电；（2）固体静电；（3）蒸汽和气体静电；（4）人体静电；（5）液体静电。

2 静电的放电模型

静电释放的过程是一个随机过程，放电结果也往往受到各种条件的制约，结果不尽相同，为了定量表征ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）特性，一般将ESD 转化成模型表达方式，但根据不同场合静电放电的主要特点，可以大致概括为四种静电放电模型，即人体模型（HBM）、机器模型（MM）、原件充电模型（CDM）、电场感应模型（FIM）。

3 静电防护的基本原则

ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计。静电防护的措施有多种，但静电防护的最基本原则是抑制静电荷的产生和集聚，在短时间内能够快速、安全、完全的消除已经产生的静电荷。通常情况下，当静电荷集聚不可避免时，可以采取工艺控制法、静电屏蔽法和复合中和法等三种方法将静电产生的危害控制在允许的范围内。工艺控制法的基本原则就是在生产过程中尽量避免静电荷的产生，从工艺过程中的器具安装、选材、操作和管理流程全过程采取防护措施减少静电危害；静电屏蔽法即采取接地的屏蔽罩将敏感物体和其他物体分隔开，根据隔离的形式又分为场内屏蔽和场外屏蔽；复合中和法一般通过静电消除器所释放的异性离子来中和带电体的电荷，进而降低静电危害。

成都科益车用仪表部件厂

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电子产品生产和使用中的静电防护知识

Administrator

2013/1/16

集成电路技术的迅速发展、生产规模的扩大和集成化程度的提高使静电放电（ESD）的危害严重影响到电子产品的质量和性能。在电子工业领域，由于ESD的影响，美国每年造成的损失约100亿美元，英国每年损失为35亿英镑，日本不合格的电子器件中有70%是由静电引起。在我国，因静电造成的损失也很严重，通过学习认识静电放电，做好我厂的静电防护工作 2

电子产品生产和使用中的静电防护知识

ESD Protect in Manufacturing and Operation of Electronic Product

前 言

集成电路技术的迅速发展、生产规模的扩大和集成化程度的提高使静电放电（ESD）的危害严重影响到电子产品的质量和性能。在电子工业领域，由于ESD的影响，美国每年造成的损失约100亿美元，英国每年损失为35亿英镑，日本不合格的电子器件中有70%是由静电引起。在我国，因静电造成的损失也很严重。

静电击穿情况电子产品因静电导致损坏，通常是其内部的集成电路被静电击穿。随着集成度不断提高，集成电路的内绝缘层愈来愈薄，其互连线与间距愈来愈小，相互击穿电压愈来愈低。MOS电路是集成电路制造的主导技术。通常MOS电路栅级绝缘层二氧化硅膜的厚度为0.07-0.15 m，典型值是0.1 m。即使二氧化硅膜材料的击穿强度高达16Kv/m，但厚度只有0.1 m之薄，故可算出栅氧膜的理论击穿电压为U=16kV/m 0.1 10-6m=0.1kV，即100V 。如果再将工艺误差、材料不均匀性等考虑进去，其耐压值将在100伏以下（0.75mmCMOS电路工艺加工线宽0.5-0.03mm，其绝缘层典型耐击穿电压在80-100V之间），膜厚度更薄时耐压更低。VMOS器件的耐击穿电压只有30V。

MOS电路对静电放电的损伤最敏感。而在微电子器件及电子产品的生产、运输和存储过程中，所产生的静电电压远远超过其阈值， 3