esd预防静电的措施有(各种静电防护措施,ESD的含义及三种型式)
根据仪器的种类,静电损坏的程度不同,最低100V的静电电压也会对其造成损坏。近年来,随着仪器元件的发展,趋向于集成化,因此相应的静电电压也在降低。通常人体感应的静电电压在2-4KV以上,通常是人体轻微运动或与绝缘摩擦引起的。也就是说,如果我们日常生活中的静电势接触到ic,几乎所有的IC s会被破坏,这种危险存在于任何没有采取静电防护措施的工作环境中。静电对集成电路的损害不仅体现在仪器元件的制造过程中,还体现在集成电路的组装和远距离传输过程中。
为解决上述问题,可采取以下静电防护措施:
1、作业场所的静电防护。静电敏感设备应在防静电工作区操作;
2、人体静电防护。操作人员穿戴防静电工作服、手套、工作鞋、工作帽和腕带;
3、储存和运输期间的静电保护。静电敏感设备的储存和运输不能在带电状态下进行。
要实现上述功能,基本途径是尽量降低带电物体的电压,达到设计要求的安全值。即下式中的电荷(q)和电阻(r)要小,电容(c)要大。V=I.R Q=C.V其中V:电压,Q:电荷I:电流C:静电电容R:电阻。当然电阻值也不是越低越好,尤其是大面积的防静电区域,在选材之前必须考虑到漏电等安全措施。
静电保护
一、接地
接地是将静电通过一条线路直接排放到大地,是最直接有效的防静电措施。对于导体,通常采用接地方式,如人工防静电腕带、工作台接地等。接地通过以下方法实现:
人体通过腕带接地。
人体通过防静电鞋(或鞋带)和防静电地板接地。
将工作台接地。
测试仪器、工具架和烙铁接地。
防静电地板、接地垫。
防静电周转车、箱、架应尽可能接地。
防静电椅的接地。
二、静电屏蔽
在储存或运输过程中,敏感部件会暴露在有静电的区域。静电屏蔽可以减弱外部静电对电子元器件的影响。最常见的方法是使用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。此外,抗静电服装对人体衣物有一定的屏蔽作用。
三、离子中和
A.防静电仪器
腕带/脚带/防静电鞋综合测试仪——用途:用于测试腕带、脚带、防静电鞋是否符合要求。
测试脚带和防静电鞋时,需要加一块金属板和连接仪器的电线。
除静电离子风机检测仪——应用:定期检测检查离子风机的平衡和衰减时间,确保离子风机在安全指标范围内工作。
静电场检测仪——用途:测量静电场以反映静电的存在,以电压的形式读数,用于测试环境的静电强度。由于一般的环境影响和静电的瞬时特性,很难真实反映实际情况。
静电屏蔽袋测试仪——用途:用于测试静电屏蔽袋的屏蔽效果。
表面电阻测量仪——应用:用于测量材料的表面电阻和体积电阻。
B.接地防静电产品
防静电腕带:广泛应用于各种操作台,腕带种类繁多。建议一般使用1兆欧电阻的腕带,线路长度要留有一定余量。
防静电手表:其他防静电措施(如加装离子风扇、佩戴防静电鞋跟带等。)才能达到良好的防静电效果。建议不要大量佩戴防静电手表。防静电脚带/鞋:使用防静电鞋后
防静电垫:用于铺设每个工作台的表面,每个防静电垫用1兆欧电阻串起来后与防静电接地可靠连接。
防静电地板
防静电地板分为:PVC地板、聚氨酯地板和活动地板。防静电蜡和防静电漆:防静电蜡可用于各种地板表面,增加防静电功能,使地板更加明亮、干净。防静电漆可用于各种地板表面,也可涂于货架、周转箱等各种容器上。
四、ESD的含义和三种ESD类型
ESD的含义:ESD代表英文静电放电,意思是静电放电ESD是本世纪中叶以来形成的一门研究静电的产生和衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火和爆炸)和电磁效应(如电磁干扰)的学科。近年来,随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用和日益复杂的电磁环境,静电放电的电磁场效应,如电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)等越来越受到人们的重视。
1、三种类型
人体形状是指人体活动时,身体与衣服之间的摩擦,产生摩擦电荷。当人们握住ESD敏感器件而没有先将电荷拖到地面时,摩擦电荷会移动到ESD敏感器件并造成损坏。
微电子器件带电型是指这些ESD敏感器件,尤其是新材料的器件,在自动化生产过程中会产生摩擦电荷,这些摩擦电荷会通过低阻线迅速放电到导电率高的牢固接地表面,从而造成损伤;或者ESD敏感器件的金属部分被感应充电,导致损坏。
场感型被强电场包围,电场可能来自塑料材料,也可能来自人电子将穿过氧化层进行转换。如果电位差超过氧化层的介电常数,侧面就会产生电弧破坏氧化层,造成短路。
其他包括:机器模型、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、浮动器件模型。
2.静电的术语和定义
静电:物体表面静电荷过多或不足。
静电场:周围静电形成的电。
静电放电:由直接接触或静电场感应引起的静电势不同的两个物体之间静电荷的转移。静电场能量达到一定水平后,介质击穿放电的现象就是静电放电。
静电敏感度:元件所能承受的静电放电电压。
静电敏感器件:对静电放电敏感的器件。
接地:与能提供或接收大量电荷的物体的电气连接,如大地、船舶等。
中和:利用相反的电荷使静电消失。
防静电工作区:配备各种防静电设备和器材,能够限制静电电位,有明确的区域界限和特殊标志,适合从事静电防护作业的工作场所。
丨丨3.静电的产生
摩擦:在日常生活中,任何两个不同材料制成的物体接触后又分开,都会产生静电。产生静电最常见的方式是摩擦起电。材料的绝缘性越好,就越容易利用摩擦电。另外,任何两个不同物质的物体接触后又分离,也能产生静电。感应:对于导电材料,由于电子可以在其表面自由流动,如果将其置于电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负离子会发生转移。
导电:对于导电材料,由于电子可以在其表面自由流动,如果与带电物体接触,就会发生电荷转移。
丨丨4.静电对电子工业的影响丨
集成电路元件的电路尺寸、耐受电压和电路面积减小,这削弱了电
静电吸附灰尘会改变线间阻抗,影响产品的功能和寿命。
由于电场或电流会损坏部件的绝缘或导体,部件可能作品(全毁)。
由于瞬间电场或电流产生的热量,使元器件受伤,仍能工作,寿命受损。
b、静电破坏的特点:
隐藏人体能除非发生静电放电,否则无法直接感知静电,但当静电放电发生时,人体可能感觉不到电击。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。
潜伏性有些电子元器件被静电损坏后,性能没有明显下降,但多次累积放电会对器件造成内伤,导致隐患,增加器件对静电的敏感度。存在的问题没有办法根治。
随机电子元件在什么情况下会受到静电损伤?可以说,一个部件从生产到损坏的所有过程都受到静电的威胁,静电的产生是随机的。静电的产生和放电是瞬间的,很难预测和防护。
由于电子产品精密微小的结构特点,复杂的静电放电损伤分离工作费时、费力、费钱。即便如此,有些静电损伤现象很难与其他原因引起的现象区分开来,导致人们将静电损伤故障误认为是其他故障。这通常归因于在静电放电损害被完全认识之前的早期故障或未知故障,从而无意识地掩盖了故障的真正原因。
严重程度ESD问题只是表面上影响到成品的用户,实际上也影响到各个层面的厂商,比如保修费用,维修,公司的声誉。
6.静电防护的基本原理
自然界的一切物质都是由原子构成的,原子中的质子(正电荷)和电子(负电荷)存在于我们生活的每一个角落。可以说,静电是无处不在的,无时不刻存在于我们生活的一切周围。静电防护过程中很难完全消除静电,但我们可以采取防护措施,将静电的产生和积累控制在最低限度。经过科学家和工程师们多年的研究和实践,结果表明获得了静电防护的两个基本原理:
在静电安全区域使用或安装静电敏感元件。
用静电屏蔽容器运输静电敏感元件。
7.抗静电性能的检查周期及注意事项
防静电地垫、地板、工作鞋、工作服、周转容器等。应至少每月测试一次。防静电腕带、气枪、风扇、仪器等。应该每天检测一次。测试时要考虑被测场所的温度、湿度等因素。
8.防静电通用工艺规范要求
一、防静电的常规工艺规范要求。
操作员必须佩戴有线防静电腕带。
涉及静电敏感设备操作的台面应使用防静电垫。
ESD敏感器件必须通过静电屏蔽和防静电装置运输。
准备启封和测试静电敏感器件时,必须在防静电工作台上进行。如果条件允许,可以使用离子空气发生器去除空气中的电荷。
组装时使用的焊接设备和成型设备必须接地,焊接工具应为内热式烙铁,接地良好,接地电阻低。
供电系统应加装变压器进行隔离,接地线应可靠,防止接地线浮动,接地电阻应小于10欧姆。
测试产品时,打开电源后,您可以不要随意插拔设备,但一定要在断电的情况下插拔。
所有对ESD敏感的器件都不应过早地从原包装中取出,应正确操作。尽量不要触摸ESD敏感设备的腿部。
用波峰焊时,焊锡和传送系统必须接地。
b、在有严格防静电要求的情况下,以下防
对整台ESD敏感机器进行高低温测试或老化测试时,必须先测试工作场所和高低温箱的静电电位,其电位不得超过安全值;否则,应进行静电消除处理。对焊接后的印刷电路板进行三防处理时,还应采取防静电措施。不要使用一般的刷洗、超声波清洗或喷淋清洗。
调试、测量和检验中使用的低阻仪器设备(如信号、电桥等)应在接通电源后才能接入ESD敏感器件的输入端。
在ESD敏感测试仪器生产线中,应严格使用静电电位测试来监测静电电位的变化,以便及时采取措施消除静电。
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