靜電給制造商帶來怎樣的煩惱?
靜電放電(ESD)是在電子裝配中電路板與元件損害的一個根源。它可能會影響到每種產品質量。雖然許多人認為他們是在ESD可靠的環境中生產產品,但事實上,ESD有關的損害仍然給所有電子制造業帶來每年數十億美元的損失。
電荷在兩種條件下是穩定的:
1. 當它“陷入”導電性的,但是電氣絕緣的物體上,如有塑料柄的金屬的螺絲起子。
2. 當它居留在絕緣表面(如塑料),不能在上面流動時。
可是,如果帶有足夠高電荷的電氣絕緣的導體(螺絲起子)靠近有相反電勢的集成電路(IC)時,電荷“跨接”,引起靜電放電(ESD)。
ESD以極高的強度很迅速地發生,通常將產生足夠的熱量熔化半導體芯片的內部電路,在電子顯微鏡下外表象向外吹出的小子彈孔,引起即時的和不可逆轉的損壞。更加嚴重的是,這種危害只有十分之一的情況壞到引起在濟后測試的整個元件失效。其它90%的情況,ESD損壞只引起部分的降級 - 意味著損壞的元件可毫無察覺地通過濟后測試,而只在發貨到顧客之后出現過早的現場失效。其結果是損壞制造商的聲譽。
但是,控制ESD的主要困難是,它是不可見的、但又能達到損壞電子元件的地步。產生可以聽見“嘀噠”一聲的放電需要累積大約2000伏的相當較大的電荷,而3000伏可以感覺小的電擊,5000伏可以看見火花。
例如,諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或電氣可編程只讀內存(EPROM, electricall programmable read-only memory)這些常見元件,可分別被只有250伏和100伏的ESD電勢差所破壞,而越來越多的敏感的現代元件,包括奔騰處理器,只要5伏就可毀掉。
因此,作為主要的ESD危害來源,所有進入靜電保護區域(EPA, electrostatic protected area)的工作人員必須接地,以防止任何電荷累積,并且所有表面應該接地,以維持所有東西都在相同的電勢,防止ESD發生。
用來防止ESD的主要產品是腕帶是(wristband),有卷毛燈芯絨和耗散性表面或墊料 - 兩者都必須正確接地。另外的輔助物諸如耗散性鞋類或踵帶和合適的衣服,都是設計用來防止人員在靜電保護區域(EPA)移動時累積和保持凈電荷。
在裝配期間和之后,PCB也應該防止來自內部和外表運輸中的ESD。有許多電路板包裝產品可用于這方面,包括屏蔽袋、裝運箱和可移動推車。