标题:
电子行业的静电防护问题
[打印本页]
作者:
静电小强
时间:
2012-8-13 12:39
标题:
电子行业的静电防护问题
对于电子行业来讲,
静电
防护远非想象的那么简单。这是因为:
第一,生产工艺中材料和物品的复杂性:电子产品的制造从元器件生产到组装,再到使用维修的过程中会使用半导体、金属、各种封装材料、线路板基材、机壳、机座等多种原料,而生产设备、操作工具、操作环境、包装容器等又会使得有可能与电子器件相接触的物品和材料更加繁多。材料之间的接触分离、摩擦、感应等都会产生静电,而且这些物品当中有又相当多使用的是静电容易产生不易消除的高分子绝缘材料,这些都无疑会增加电子产品静电损伤的风险和静电防护的难度。
第二,电子产品生产环节多,任何一个环节的闪失都会造成静电防护的失败:电子产品制造过程,从半导体材料到最终的组装要经过半导体制造、芯片、装片、固定、键合、封装、电路板制作、贴装焊接、插接、装配、测试等多个环节经历各环节不同厂家数百个工序,任何一个环节上的静电都可能对器件造成损伤。一旦哪一个环节的静电保护不够就意味最终产品出现问题。而全过程系统化地控制静电也是电子行业静电防护的一个重要特点。
第三,生产中人员因素会增加静电防护的难度:尽管现代电子产品生产自动化程度越来越高,但在整个制造过程离开人员操作是不可能的。相比机器设备人的活动要复杂的多,人对器件的操作要复杂的多,因而人体静电的防护要比设备和环境要复杂的多。同时,人作为生产的主宰,人员防静电的意识和静电防护的操作水平会最终决定静电防护是否有效。这些都会增加静电防护的难度。
第四,器件越来越敏感,要求越来越严格:电子技术的进步可以说是集成化的提高和新的半导体材料的使用,集成化的提高意味着器件耐受静电击穿的能力的降低。当今集成电路的最小线宽已经降到了45nm 这意味着按照10MV/CM 计算的理论耐击穿能力只有45V,可能只是我们弯腰捡起一片纸张时产生的静电压的1/20,而另一些领域,如硬盘行业中的生产对静电控制的要求已经降到5V 以下,这些必定对于静电防护提出了新的挑战。
电子产品的静电防护的范畴面对静电对电子产品挑战,人类也并非只是被动的应对,在进行防护的同时,电子产品设计工程师也会使用保护电路、结构设计和材料选择等技术手段努力提高电子产品的抗静电能力,毕竟绝大多数的电子产品是要在普通的环境下,而不是静电控制环境下使用的。电子产品的静电防护包括了两个范畴的内容:即静电敏感器件的保护及产品抗静电设计。
产品抗静电设计是通过电路、布局和结构等方面提高产品的整体抗静电能力,这些设计可以应用微电子器件、线路板组件以及整机产品等不同级别上。对于手机这类的个人消费品,其抗静电能力也成为其重要的技术指标。如果一款手机抗静电能力欠佳就意味着它不能在恶劣甚至一般环境下使用。
敏感器件的保护是指在敏感器件的存储、运输、取放、操作及包装过程中进行必要的静电控制,以确保器件不被静电放电所损伤。而这种防护技术并非只是穿戴防静电服佩戴手腕带之类的简单工作,而是一项高要求、多环节、多过程、涉及范围广的系统性的工程技术。
这首先因为,由于静电产生以及静电放电对器件损伤的方式有多种模式,因而对于器件的静电防护也需要考虑不同模式不同环境情况下的保护手段。再者,不同器件在不同的放电模式情况下对静电的耐受能力不同,又需要对器件按人体带电放电模型、机械带电放电模型、带电器件放电模型、场感应带电放电模型等不同放电模型进行敏感度测试和敏感度级别划分,让防护手段有的放矢。再有,静电的控制要涉及接地、材料、设备、环境、测量等技术,关联到采购、仓库、检验、生产、测试、工程、质量、维修多个部门,是一项多部门参与,跨越多学科的复杂性工程技术。此外,由于静电控制当中人的关键因素存在,使得人员的防静电意识、人员对敏感器件的操作以及防静电用品的正确使用等与人相关的因素成为静电防护最关键的因素。将管理纳入到静电防护的内容,让静电防护从单纯的技术性要求上升到一个管理加技术的体系性的工程早已经成为国外知名电子企业通行做法。
欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)
Powered by Discuz! 7.0.0