静电在电子元器件筛选中的危害和防护措施

2022-09-10

一、静电在电子元器件筛选中的危害及其特征

随着表贴器件、MOS电路等应用范围的进一步扩大以及工艺技术的越发成熟, 致使其对静电放电的敏感性也显著提升, 尽管静电放电本身不会对分立元器件产生太大影响, 但是其对MOS器件的危害也非常之大, 严重的时候甚至会导致期间出现“软击穿”, 这就给电子产品应用的可靠性、质量等产生了严重影响。某公司对两年来所出现的静电损伤事故进行了详细记录, 最终统计出的结果如表1所示, 从该统计结果中可以看出, 静电放电对元器件造成损伤的几率是各不相同的, 其中装配与调试环节发生静电放电损伤事故的几率最大, 因此, 必须尤其注重对这两个环节静电放电的预防和控制[1]。

(一) 危害分析

所谓静电放电, 指的就是带电物体周边的场强大大超过周边介质的绝缘击穿场强的时候, 由于介质发生电离现象而导致带电物体上的静电荷完全消失或者部分消失的情况, 静电放电的主要危害是导致电子元器件参数显著退化或者性能失效, 之所以会出现失效现象, 其主要机理是气弧放电、热二次击穿等。静电放电对电子元器件所造成的危害是非常大的, 具体表现在下列几点:第一, 电荷所具备的典型特征就是同性相互排斥、异性相互吸引, 一旦电子元器件产生静电, 就会导致空气中带有相反电荷的尘埃被其所吸附, 使元器件线路发生短路情况的几率显著上升。第二, 静电放电可能导致MOS器件等直接被击穿, 使其丧失应有的功能。第三, 被静电放电所损坏的电子元器件往往需要进行返修或者更换, 这就导致工作成本显著增加。第四, 静电放电所带来的电磁脉冲可能影响数字电路的运行, 导致电路发生各种失误。第五, 静电放电极易导致静电敏感元器件出现质量损伤, 最终致使元器件的性能显著下降, 对其今后的正常使用带来极大的不良影响[2]。

(二) 特征分析

1. 复杂性特征

相关人员在对出现损伤的元器件开展失效分析工作之时, 由于元器件在结构上的精密性, 往往需要借助高水平的技术手段。与此同时, 静电损伤程度及其所在位置的判定也具有较高难度, 从原因上看, 这与常见的过流过压击穿现象十分相似, 分析人员很难在短时间内将其判定为静电损伤失效, 这就体现出静电失效分析的复杂性特征。

2. 随机性特征

当电子元器件靠近或者直接接触到远远高于其静电放电敏感电压值的带电物体时, 就极易产生静电放电损伤现象, 同时, 由于静电能在分离、接触等各种完全不同的状况下产生, 这就使得静电危害潜伏于电子元器件筛选的各个步骤、各个环节, 具有非常明显的随机性特征。

3. 非可见性特征

在开展电子元器件筛选工作的时候, 往往需要人工进行操作。通常来说, 人的身体由于动作会产生1~2千伏的静电, 但人体所能感受到的静电电压大约为2~3千伏, 也就是说, 在电子元器件筛选过程中所产生的静电放电, 人体是感受不到的, 尽管如此, 电子元器件却会因此而受到损伤, 这就体现出静电放电的非可见性[3]。

4. 累积性与潜伏性

一般来说, 可将静电放电对电子元器件造成的损伤划分为潜在性缓慢失效和突发性完全失效两种类型。其中, 潜在性缓慢失效指的是元器件发生静电放电损伤的时候, 电参数退化不是很显著, 但元器件还是会留下质量隐患, 这就会导致其在之后的运作中出现更加严重的参数退化现象。突发性完全失效指的是元器件出现数个或者单个电参数功能失效的现象, 具体表现为短路、开路等, 这些问题如果不能及时得到解决, 必定会逐渐累积成更加严重的问题, 由此可见, 静电放电损伤表现出累积性、潜伏性的特征[4]。

二、电子元器件筛选中的静电防护措施

(一) 编制科学合理的实施方案, 严格将日常维护工作落到实处

在进行电子元器件静电防控的时候, 首先就必须编制科学合理的实施方案, 在正式执行方案的时候, 应当强化对各环节工作落实情况的监督, 以便及时找出存在的问题与缺陷, 便于根据问题制定适当的解决对策。与此同时, 还必须将防静电设施设备的日常检修与维护工作落实到位, 定期开展全方位检查工作, 一旦发现质量隐患, 必须及时加以排除。

(二) 加强对工作人员的培训

为了将防静电工作做到位, 确保该项工作的开展质量, 就必须加强对工作人员防静电知识与实践技能的培训, 根据各岗位的具体要求, 进行相关常识、技术等的全方位考核, 使其综合素质得到全面提升, 这样才能更好地将自身的工作落到实处。

(三) 着力降低静电所造成的危害

首先, 应当对敏感元器件进行防静电包装, 做好防静电标签与标志的粘贴工作。其次, 应当尽量降低静电放电、感应等的危害, 针对一些比较敏感的元器件或者部位应设置必要的静电屏蔽措施。最后, 在配置防静电工作台的时候必须参照相关标准, 可采用防静电材料的桌面或者在表面设置防静电台垫。此外, 防静电工作椅应通过金属防静电链与地面实现有效接触。

摘要：电子元器件在筛选过程中很容易出现静电, 这对电子元器件筛选质量的保障来说是非常有害的, 因此, 必须采取适当的防护措施。本文笔者就针对静电在电子元器件筛选中的危害和防护措施进行了分析和探讨。

关键词：静电,电子元器件,筛选,危害,防护措施