防止静电方法

防止静电方法  

本文介绍，为了有效地抗击和防止静电放电(ESD, electrostatic discharge)，必须以正确的方式使用正确的设备。由於一系列强有力的闭环ESD预防、监测与离子设备，现在可以把ESD看作一个程序控制问题。

       静电放电(ESD)是在电子装配中电路板与元件损害的一个熟悉而低估的根源。它影响每一个制造商，无任其大小。虽然许多人认为他们是在ESD安全的环境中生产产品，但事实上，ESD有关的损害继续给世界的电子制造工业带来每年数十亿美元的代价。

       ESD究竟是什麽？静电放电(ESD)定义为，给或者从原先已经有静电(固定的)的电荷(电子不足或过剩)放电(电子流)。电荷在两种条件下是稳定的：

1. 当它"陷入"导电性的但是电气绝缘的物体上，如，有塑胶柄的金属的螺丝起子。 2. 当它居留在绝缘表面(如塑胶)，不能在上面流动时。

       可是，如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体(螺丝起子)靠近有相反电势的积体电路(IC)时，电荷"跨接"，引起静电放电(ESD)。

       ESD以极高的强度很迅速地发生，通常将产生足够的热量熔化半导体晶片的内部电路，在电子显微镜下外表像向外吹出的小子弹孔，引起即时的和不可逆转的损坏。更加严重的是，这种危害只有十分之一的情况坏到引起在最後测试的整个元件失效。其他90%的情况，ESD损坏只引起部分的降级 - 意味着损坏的元件可毫无察觉地通过最後测试，而只在发货到顾客之後出现过早的现场失效。其结果是最损声誉的，对一个制造商纠正任何制造缺陷最付代价的地方。

       可是，控制ESD的主要困难是，它是不可见的，但又能达到损坏电子元件的地步。产生可以听见"嘀哒"一声的放电需要累积大约2000伏的相当较大的电荷，而3000伏可以感觉小的电击，5000伏可以看见火花。

       例如，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或电气可编程唯读记忆体(EPROM, electrical programmable read-only memory)这些常见元件，可分别被只有250伏和100伏的ESD电势差所破坏，而越来越多的敏感的现代元件，包括奔腾处理器，只要5伏就可毁掉。

       该问题被每天的引起损害的活动复合在一起。例如，从 乙烯基的工厂地板走过，在地板表面和鞋子之间产生摩擦。其结果是纯电荷的物体，累积达到3~2000伏的电荷，取决於局部空气的相当湿度。

       甚至工人在台上的自然移动所形成的摩擦都可产生400~6000伏。如果在拆开或包装泡沫盒或泡泡袋中的PCB期间，工人已经处理绝缘体，那麽在工人身体表面累积的净电荷可达到大约26000伏。

       因此，作为主要的ESD危害来源，所有进入静电保护区域(EPA, electrostatic protected area)的工作人员必须接地，以防止任何电荷累积，并且所有表面应该接地，以维持所有东西都在相同的电势，防止ESD发生。

       用来防止ESD的主要产品是碗带(wristband)，有卷毛灯芯绒和耗散性表面或垫料 - 两者都必须正确接地。另外的辅助物诸如耗散性鞋类或踵带和合适的衣服，都是设计用来防止人员在静电保护区域(EPA)移动时累积和保持净电荷。

       在装配期间和之後，PCB也应该防止来自内部和外表运输中的ESD。有许多电路板包装产品可用於这方面，包括遮罩袋、装运箱和可移动推车。虽然以上设备的正确使用将防止90%的ESD有关的问题，但是为了达到最後10%，需要另一种保护：离子化。