靜電放電（ESD）在電子裝聯(lián)中的危害及防護(hù)

鄭木亮

摘要：靜電作為生活中的一種常見物理現(xiàn)象，任何物質(zhì)之間的摩擦、接觸都有可能產(chǎn)生靜電。靜電具有非常明顯的兩面性，一方面它可以為人類帶來許多便捷，例如靜電噴涂、靜電除塵等技術(shù);但另一方面，靜電也會在某些領(lǐng)域帶來不可估量的危害，例如石油企業(yè)、電子生產(chǎn)工業(yè)、化工企業(yè)等等。若靜電觸碰到某些較為敏感的元器件，輕則可能造成元器件性能下降，重則會損害元器件?；诖宋恼路治隽?，靜電放電在電子裝聯(lián)中的危害以及靜電的防護(hù)措施，望能為同類提供參考。

關(guān)鍵詞：靜電;電子裝聯(lián);危害;防護(hù)

靜電在電子裝聯(lián)中的損害具有潛在、隱蔽、隨機(jī)、復(fù)雜、累積的特點(diǎn)，因此在很長一段時間內(nèi)并未引起人類重視，但隨著靜電的危害逐漸顯露出來，人們的靜電放電防護(hù)意識也在逐漸增加。靜電放電是指兩個擁有不同電荷的物體，通過接觸電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移。當(dāng)靜電電場到達(dá)一定的臨界之后，物體之間的介質(zhì)會被擊穿，從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。近幾年集成電路的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，因此其內(nèi)部的絕緣介質(zhì)也越來越薄，導(dǎo)致靜電擊穿的可能性越來越大，靜電擊穿器件后，通常情況下很難被發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)電子器件的性能發(fā)生明顯下降后，工作人員才會感受到靜電對電子器件的危害。

一、靜電放電（ESD）對電子裝聯(lián)產(chǎn)生的危害

（一）靜電產(chǎn)生原因

1.摩擦

摩擦是日常生活中最為常見的一種靜電產(chǎn)生方式，兩種不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，就會產(chǎn)生靜電，并且固體絕緣性能越好，摩擦生電的可能性越高。

2.感應(yīng)

感應(yīng)產(chǎn)生靜電一般會發(fā)生在導(dǎo)電材料中，導(dǎo)電材料的靜電流動性能較好。若將其放置于同一電場中，依據(jù)電離子的性能，導(dǎo)電材料中的正負(fù)電荷會發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而引發(fā)靜電[1]。

3.傳導(dǎo)

導(dǎo)電材料帶電物體相接觸，兩者內(nèi)部的電荷會發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而引發(fā)靜電。

（二）靜電危害形式

1.靜電吸附

靜電吸附在電子裝聯(lián)中的表現(xiàn)為，印制板與元器件中的經(jīng)典會吸附灰塵，降低元器件的絕緣電阻，影響組件的功能，縮短組件的壽命。

2.靜電放電

靜電放電所造成的破壞，會深入到元件內(nèi)部，完全破壞組件性能。

3.靜電放電過程中所產(chǎn)生的熱量，會對組件造成隱蔽的損壞。這種影響很難被工作人員發(fā)現(xiàn)，但卻非常常見。

（三）靜電特點(diǎn)

1.隱蔽性

靜電對組件所造成的損害具有隱蔽性特點(diǎn)。靜電對電子裝聯(lián)造成的危害原因之一為人體攜帶的靜電。人體無法感知3 kv以下的靜電，因此人體中的靜電對元器件產(chǎn)生損傷，是無法被感受到的，因此具有隱蔽性。

2.潛在性

組件在遭受到靜電放電后，并不會立即失去所有功效，而是攜帶著內(nèi)部損傷繼續(xù)進(jìn)行工作。靜電對組件的損害是一個潛在和累積的過程，工作人員無法排除受到微小損害的組件，所造成的后果是一旦組件失效造成的損失非常大[2]。

3.隨機(jī)性

只要電子組件發(fā)生摩擦或接觸，就有可能產(chǎn)生靜電放電損傷。電子裝聯(lián)的任何一個環(huán)節(jié)都有可能讓組件遭受靜電破壞，這也就意味著靜電對組件產(chǎn)生損傷，具有非常大的隨機(jī)性。

4.復(fù)雜性

靜電對組件造成的損傷非常微小，因此在維修和檢查過程中所使用的儀器非常精密，操作難度也較大，即便如此，也無法完全檢查到所有的損傷組件。

二、電子裝聯(lián)中的靜電放電（ESD）防護(hù)

（一）接地

靜電接地是指將靜電通過某個物質(zhì)與地面連接，可以將物體中所攜帶的電荷傳輸?shù)降孛嬷?，這是所有防靜電措施中最常見也是最有效的辦法。靜電接地一般分為兩種：第一，硬接地，利用金屬導(dǎo)體直接將物體中的電荷轉(zhuǎn)移到地面。第二，軟接地。使用非金屬導(dǎo)體、防電材料等將電荷轉(zhuǎn)移入地面。

（二）靜電屏蔽

靜電屏蔽一般也分為兩種，首先是內(nèi)場屏蔽。內(nèi)場屏蔽是指用接地的材質(zhì)將帶電物體單獨(dú)隔開，有效防止了其他物體所受到的影響。其次是外場屏蔽，是用接力材質(zhì)將被隔離物體包圍起來，以防其受到電場的影響。

（三）靜電中和

靜電中和是指利用靜電消除器消除帶電體中的電荷與外部相反的電荷。當(dāng)前靜電中和所使用的設(shè)備主要有風(fēng)嘴、風(fēng)簾、離子棒等。

（四）增加環(huán)境濕度

增加環(huán)境濕度能夠提高非導(dǎo)體材料的導(dǎo)電率，那么其表面所積累的靜電就會快速排出，如此一來存在的電荷減少，靜電發(fā)生的概率就會降低。因此，增加環(huán)境濕度成為了當(dāng)前預(yù)防靜電產(chǎn)生的有效措施[3]。

（五）工藝控制

工藝控制是指在施工過程中減少靜電的產(chǎn)生，對于施工材料、施工工藝、操作過程都采取一定的防護(hù)措施，盡量減少靜電和產(chǎn)生的數(shù)量，降低靜電發(fā)生概率。

（六）全方位培訓(xùn)

要加強(qiáng)對生產(chǎn)工作人員的靜電安全培訓(xùn)，工作人員的操作是靜電產(chǎn)生的主要原因，加大對工作人員的培訓(xùn)能夠提高對靜電危害的防護(hù)意識。

除了培訓(xùn)還應(yīng)當(dāng)配備監(jiān)測器，如果某一項(xiàng)參數(shù)超出正常值范圍能夠立即響起警報，引起工作人員的注意。監(jiān)測器還能夠監(jiān)控到工作人員的操作方式和表現(xiàn)。

三、結(jié)語

上文描述了電子裝聯(lián)中靜電的危害以及防護(hù)措施，但若想提高靜電危害的防護(hù)力度，還需按照實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和規(guī)劃。靜電放電現(xiàn)象是無法避免的，而且靜電防護(hù)是一個漫長的過程。在電子樁練過程中首先人們要正確認(rèn)識到靜電所產(chǎn)生的危害，只有擁有了正確的認(rèn)識才能做好每一細(xì)節(jié)工作，減小靜電造成的損害。除了提高人們的重視，還需要建立一個完善的運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)，提高所有工作人員的操作規(guī)范性、合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1]?葉虎，張曉濤.電子產(chǎn)品制造過程中靜電的危害及防護(hù)[J].中國科技投資，2018，（17）：235.

[2]?張紅.靜電對電子元器件的危害與有效防護(hù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，000（010）：P.94-95.

[3]?馬艷.電子產(chǎn)品制造過程中靜電的危害與防護(hù)[J].數(shù)碼世界，2018，（7）：162.

（作者單位：中國電子科技集團(tuán)第三十八研究所）