在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)車間,由于塵埃吸附在芯片上,IC尤其是超大規(guī)模集成電路(VLSI)的成品率會(huì)大大下降。 IC生產(chǎn)車間操作人員都穿潔凈工作服,若人體帶靜電,則極易吸附塵埃、污物等,若這些塵埃、污物被帶到操作現(xiàn)場(chǎng)的話,將影響產(chǎn)品質(zhì)量,惡化產(chǎn)品性能、大大降低Ic成品率。如果吸附的灰塵粒子的半徑大于100μm線條寬度約100μm時(shí),薄膜厚度在50μm下時(shí),則濟(jì)易使產(chǎn)品報(bào)廢。
所以在IC的加工生產(chǎn)和封裝過程中建立起靜電防護(hù)系統(tǒng)是很有必要的!IC封裝生產(chǎn)線對(duì)靜電的要求更為嚴(yán)格。為了保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)行,對(duì)其潔凈廠房進(jìn)行防靜電建筑材料的整體裝修,對(duì)進(jìn)出潔凈廠房的所有人員配備防靜電服裝等采取硬件措施外,封裝企業(yè)可根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和本企業(yè)的實(shí)際隋況制定出在防靜電方面的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或具體要求,來配合IC封裝生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn).
光電
眾所周知LED是半導(dǎo)體產(chǎn)品,在實(shí)際生產(chǎn)過程中主要是人體與相關(guān)元器件的直接接觸與間接接觸產(chǎn)生靜電,如果LED的兩個(gè)針腳或更多針腳之間的電壓超過元件介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度,就會(huì)對(duì)元件造成損壞。LED顯示屏的LED是PN結(jié)組成的二極管,發(fā)射極與基極間的擊穿會(huì)使電流增益急劇降低,LED本身或者驅(qū)動(dòng)電路中的各中IC受到靜電的影響后,也可能不立即出現(xiàn)功能性的損壞,但是這些受到潛在損壞的元件通常在使用過程中才會(huì)表現(xiàn)出來,會(huì)對(duì)顯示屏的壽命有致命的影響。 那么就必須防止靜電產(chǎn)生,建議:組裝人員操作時(shí)需穿戴防靜電服裝(如防靜電衣服、帽子、鞋子、指套或手套等) 需配戴防靜電手腕帶(腕帶必須連通接地系統(tǒng)迅速將其表面或內(nèi)部的靜電散逸,);組裝臺(tái)(工作臺(tái))需使用防靜電臺(tái)墊,且接地;盛裝LED需使用防靜電元件盒; 烙鐵、切腳機(jī)、錫爐(或自動(dòng)回流焊設(shè)備)也均需接地。LED包裝袋及半成品包裝材料要使用防靜電海棉或包裝。
電子
1.ESD的來源及其危害
兩種不同的材料進(jìn)行摩擦后,一個(gè)帶上正電荷,另一個(gè)帶上負(fù)電荷,從而在兩者之間產(chǎn)生一定的電壓。電壓的大小取決于材料的性質(zhì)、空氣的干燥度和其它一些因素。如果帶靜電的物體靠近一個(gè)接地的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的瞬間放電,這就是靜電沖擊(ElectroStaticDischarge)。一般來講,帶靜電的物體在理論上可以簡單模擬成一個(gè)被充電到很高電壓的小電容。
當(dāng)集成電路(IC)受到ESD時(shí),放電回路的電阻通常都很小,無法限制放電電流。例如將帶靜電的電纜插到電路接口上時(shí),放電回路的電阻幾乎為零,這將造成高達(dá)幾十安培的瞬間放電尖峰電流流入相應(yīng)的IC管腳。瞬間大電流會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷IC,局部發(fā)熱的熱量甚至?xí)诨杵苄尽SD對(duì)IC的損傷一般還包括內(nèi)部金屬連接被燒斷、鈍化層被破壞、晶體管單元被燒壞等。
ESD還會(huì)引起IC的死鎖(LATCHUP)。這種效應(yīng)和CMOS器件內(nèi)部的類似可控硅的結(jié)構(gòu)單元被激活有關(guān)。高電壓可激活這些結(jié)構(gòu),形成大電流通道,一般是從VCC到地。串行接口器件的鎖死電流一般為1安培。鎖死電流會(huì)一直保持,直到器件被斷電。不過到那時(shí),IC通常早已因過熱而燒毀了。
對(duì)串行接口器件來說,ESD會(huì)使IC工作不正常,通訊出現(xiàn)誤碼,嚴(yán)重的會(huì)徹底損壞。為分析故障現(xiàn)象,MAXIM公司對(duì)不同廠家的RS-232接口器件做了ESD測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn),通常的故障現(xiàn)象有兩種:一種故障現(xiàn)象是串?dāng)_,信號(hào)接收器接收到的信號(hào)干擾了發(fā)送器,造成誤碼(見圖1)。另一種故障是在IC內(nèi)部形成了一條反向電流通道,使接收器端口接收到的RS-232信號(hào)電平(±10V)回饋到電源端(+5V)。如果電源不具備吸收電流的穩(wěn)壓功能,過高的回饋電壓會(huì)損壞其它由單電源(+5V)供電的器件
對(duì)于串行接口器件,濟(jì)簡單的防護(hù)措施是在每條信號(hào)線上外加阻容元件。串聯(lián)電阻能夠限制尖峰電流,并聯(lián)到地的電容則能限制瞬間的尖峰電壓。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是成本低,但是防護(hù)能力有限。雖然能使ESD的破壞力在一定程度上得到抑制,但依然存在。因?yàn)樽枞菰⒉荒芙档图夥咫妷旱姆逯担瑑H僅是減少了電壓上升的斜率。而且阻容元件還會(huì)引起信號(hào)失真,以致限制了通訊電纜的長度和通訊速率。外接的電阻/電容也增加了電路板面積。另一種廣泛使用的技術(shù)是外加電壓瞬變抑制器或TransZorbTM二極管。這種防護(hù)非常有效。但外加器件仍會(huì)增加電路板面積,而且防護(hù)器件的電容效應(yīng)會(huì)增加信號(hào)線的等效電容,成本也較高,因?yàn)門ransZorbTM二極管價(jià)格較貴(大約25美分/每個(gè)),典型的3發(fā)/5收的COM端口需要8個(gè)TransZorbTM二極管,費(fèi)用高達(dá)$2美元。
一個(gè)有效的ESD測(cè)試應(yīng)在濟(jì)高測(cè)試電壓以內(nèi)的整個(gè)電壓范圍進(jìn)行。因?yàn)橛行㊣C可能在10kV時(shí)通過了測(cè)試,但在4kV時(shí)反而被ESD打壞了,這樣的IC實(shí)際上沒有抗靜電能力。人體模型和IEC1000-4-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在測(cè)試電壓范圍內(nèi)必須以200V為一個(gè)間隔進(jìn)行測(cè)試,而且要同時(shí)測(cè)試正負(fù)電壓。也就是說,從±200V開始測(cè)試,±400V,±600V,一直到濟(jì)高測(cè)試電壓。對(duì)IC的所有可能的工作模式都應(yīng)分別進(jìn)行完整的ESD測(cè)試。包括上電工作狀態(tài),斷電停機(jī)狀態(tài),如果串行接口器件有自動(dòng)關(guān)斷休眠模式,還應(yīng)對(duì)這一狀態(tài)再進(jìn)行一次ESD測(cè)試。所有相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和程序都規(guī)定,在每個(gè)測(cè)試電壓點(diǎn),對(duì)被測(cè)引腳應(yīng)連續(xù)放電10次,考慮到正負(fù)電壓都要測(cè),實(shí)際要放電20次。每一輪放電完成后,應(yīng)測(cè)量被測(cè)器件的相應(yīng)參數(shù),判斷器件是否損壞。對(duì)于串行接口器件(RS-232,RS-485)應(yīng)遵循以下判據(jù):
●電源電流是否正常(電源電流增加一般意味著發(fā)生了器件死鎖);
●信號(hào)發(fā)送輸出端的輸出電平是否仍在參數(shù)規(guī)格范圍內(nèi);
●信號(hào)接收輸入端的輸入電阻是否正常(一般在3kΩ到7kΩ(之間)。
只有這些指標(biāo)都合格,才可轉(zhuǎn)到下一個(gè)電壓測(cè)試點(diǎn)。在所有電壓點(diǎn)都測(cè)試完以后,還應(yīng)對(duì)IC做**的功能測(cè)試,測(cè)量IC的每個(gè)參數(shù)是否仍在參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義的范圍內(nèi)。只有通過所有這些ESD測(cè)試后仍能達(dá)到規(guī)定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的IC才是真正的抗靜電IC。需要注意的是,按一般標(biāo)準(zhǔn)完成ESD測(cè)試,但并不能判斷IC的好壞。有些ESD測(cè)試儀自帶了一些參數(shù)測(cè)量功能,但因不是針對(duì)特定器件的參數(shù)測(cè)量,只是一般的測(cè)試手段,因而只能作為一個(gè)參考。嚴(yán)格的測(cè)試仍應(yīng)按以上所述的測(cè)試程序和測(cè)試判據(jù)進(jìn)行。
醫(yī)藥
在醫(yī)藥生產(chǎn)過程中,由于摩擦的原因使其**或**器皿中有大量的靜電,從而導(dǎo)致空氣中的灰塵吸附在上面,影響產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率,所以在**生產(chǎn)和對(duì)**器皿的清洗過程中必須要有效的對(duì)靜電進(jìn)行消除.而從提高產(chǎn)品的質(zhì)量.。針對(duì)制藥這個(gè)特殊的行業(yè),要提高產(chǎn)品的質(zhì)量,必須要對(duì)其產(chǎn)品上的灰塵消除,但是灰塵是由于靜電的原因而吸附在上面的,所以要除塵必須先要對(duì)其消除靜電。較為多見的設(shè)備是:除靜電離子風(fēng)槍,除靜電離子風(fēng)嘴.,除靜電離子棒等。
印刷
印刷是在物體表面進(jìn)行的,靜電現(xiàn)象也主要表現(xiàn)在物體表面,兩者之間的關(guān)系自然十分密切。印刷的過程中包含著頻繁的撞擊,摩擦以及接觸分離的過程,使參與印刷過程的幾乎所有物體都帶有靜電。首先是承印物表面帶電,如紙張、聚乙烯、聚丙烯、玻璃紙等,它們會(huì)吸附紙屑或彌漫于空氣中的大量灰塵、雜質(zhì)等,從而影響油墨的轉(zhuǎn)移,降低油墨轉(zhuǎn)移率,在印品上出現(xiàn)“花點(diǎn)”,或者因相互排斥而造成收卷打滑、收卷不齊。其次是油墨帶電荷,如果帶有電荷的油墨在印品上線條的邊緣放電,就有可能在此處出現(xiàn)“墨須”這種情況。另外,油墨還會(huì)因帶電而霧散,造成對(duì)印刷品和印刷環(huán)境的嚴(yán)重污帶電的承印物在嚴(yán)重時(shí)甚至可能因超高電位導(dǎo)致空氣放電,造成電擊或起火。高速印刷機(jī)中許多部件都會(huì)因高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的強(qiáng)摩擦作用產(chǎn)生大量的靜電,消電裝置不甚完善的老式卷筒紙輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)上某些位置的電壓有時(shí)高達(dá)15000V,電流也有100uA左右,如此強(qiáng)大的電壓和電流對(duì)于印刷過程的影響是錯(cuò)綜復(fù)雜的,危害也是相當(dāng)嚴(yán)重的,特別是直接威脅操作人員的人身可靠。印刷時(shí),我們可用靜電消除器來消除,一般用于印刷機(jī)上的靜電消除器有感應(yīng)式靜電消除器、高頻高壓靜電消除器,工頻高壓靜電消除器等幾種,安裝時(shí)宜置于滾筒附近。
紡織
普通紡織品在生產(chǎn)加工和使用中易因磨擦和感應(yīng)產(chǎn)生靜電,回潮率普遍較低的合成纖維制品,所積聚的靜電電荷易引起灰塵附著、服裝糾纏肢體,產(chǎn)生不適感,并可引起血液PH值上升,血液中鈣含量降低、尿中鈣含量增加,血糖升高、維生素C含量下降。較高的靜電壓可對(duì)人體產(chǎn)生電擊。可以使用離子棒快速消除紡織品表面上的高靜電。我們可以根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境所需定制不同功能和型號(hào)的離子棒,更好地滿足客戶的需要,解決靜電的困擾。
噴漆
由于大多數(shù)涂料是以各種可燃性溶劑為稀釋劑的,噴涂時(shí)產(chǎn)生的靜電在放電時(shí)非常容易引燃、引爆這些溶劑的氣體。因此,如何防治涂料噴涂中的靜電危害,是不可忽視的問題。為了防范涂料噴涂中靜電的危害,首先噴槍上配備排除靜電的裝置;噴涂施工人員濟(jì)好穿著電阻為105~108的防靜電工作鞋,**不能穿著絕緣工作鞋;防止涂料飛散必須在地面或被涂物背面鋪設(shè)薄板時(shí),**不能用塑料板等絕緣材料,而應(yīng)采用導(dǎo)電性材料制的薄板;
塑膠
塑料都屬于高分子材料,表面電阻 體積電阻都大于10的12次方以上。因此,賦予了塑料材料的良好絕緣性能。正是由于這種原因他極易產(chǎn)生靜電,因?yàn)樗芰霞捌渲破吩谏a(chǎn)、搬運(yùn)、接觸、分離、摩擦、碰撞、介入電磁感應(yīng)場(chǎng)合都是及其可能,甚至是決不可能避免這些場(chǎng)合,這就帶來了靜電的產(chǎn)生因素。有效的防制方法就是加入一些具有吸濕作用而又對(duì)塑料無害(助劑)材料,來降低其表面電阻,這就是塑料的防靜電劑,根據(jù)塑料品種不同選擇的抗靜電劑的種類使用以達(dá)到防靜電性能。