静电放电对电子产品的危害报告

静电放电对电子产品的危害报告1、电子产品静电放电损害的特点（1）隐蔽性在静电放电造成电子产品的损害当中，活动的人体带电是一个重要原因。一般情况下，人体所带静电电位都在1-2KV范围，而在此电压水平上的静电放电人体一般并无直接观察，而电子元器件却在人们不知不觉中受到损伤。（2）失效分析的复杂性静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在以静电放电损害未充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉掩盖了失效的真正原因。（3）损伤具有潜在性有些电子元器件受静电放电损伤后，仅表现出产品某些性能参数的下降，但尚未达到完全失效的程度，如不进行全面地检测往往无法发现。例如数字电路在静电放电损伤后电流输入电平的增加，在电路功能测试时一般不会被发现；或者静电放电使产品出现可自愈的击穿或其他非致命的损害，但这种效应可以累加，从而形成潜在隐患，在继续使用的情况下可发生致命失效，既难以预料又不可能事先筛选。（4）损伤的随机性只要电子元器件接触和靠近超过其静电放电敏感电压阀值的情况存在，就有可能发生静电放电损伤，而由于静电可以在任何两种物体（包括人体）接触分离的条件下产生，故电子元器件的静电放电损伤可能在产品从加工到制造到使用维护的任一环节，、任一步骤、与任何有关带电人体（或物体）接触时发生，具有很大的随机性。2、器件类型的元件对静电的敏感程度20世纪70年代中期后，集成电路技术迅速发展，集成规模不断扩大，集成密度日益提高，产品越来微小型化，MOS工艺已日益成为集成电路制造的主导技术。MOS电路栅氧化层横截面厚度的减薄使其耐压相对降低。一些器件类型的静电敏感电压值器件类型耐静电放电电压值（V）器件类型耐静电放电电压值（V）VMOS30-1800运算放大器190-2500MOSFET100-200JEFT140-1000GaAsfet100-300SCL680-1000PROM100STTL300-2500CMOS250-2000DTL380-7000HMOS50-500肖特基二极管300-3000E/DMOS200-1000双极型二极管380-7000ECL300-2500石英压电晶体器件＜100003、电子元器件静电损伤的失效类型（1）突发性完全失效这种类型是指由于静电放电造成电子元器件自身短路、开路、功能丧失或参数不合格等，因而立即失去其工作能力。在这种模式的失效中，既包括与电压相关的失效（介质击穿、PN结反向漏电等），也包括与功率相关的失效（铝条烧断、硅片局部区域熔化、PN结边缘损伤导致的严重漏电、增益下降等）。除静电放电造成的失效外，静电场力的破坏作用（如引线被拉断、静电吸附等）也是导致电子产品静电失效的原因之一。据有关统计资料表明，在受静电损伤的半导体器件中，突发性完全失效约占失效总数的10%。这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现，因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。（2）潜在性缓慢失效这种类型指带电体所带静电位或存储的静电能量较低，或静电放电时电路中有限流电阻存在，那么，一次静电放电脉冲可能不足以引起电子元器件的完全失效，但它会在元器件内部造成轻度损伤。这种损伤具有累加性，随着所遭受的静电放电脉冲次数的加多，使器件的静电损伤电压阀值逐渐下降，或使元器件的参数缓慢变坏，直至在某一不可预测的时刻发生失效，丧失工作能力。这种失效事先难以检测，也不可能进行应力筛先，故只能任其在元器件工作寿命中发生，造成电子元器件本身、组件或整机设备的可靠性降低。潜在性损伤指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。据有关统计资料表明，潜在性缓慢失效占电子元器件静电放电失效总数的90%，因此其危害性甚大。也就是说90%的静电损伤是没办法检测到，只有到了用户手里使用时才会发现。手机出现的经常死机、自动关机占、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题有绝大多数与静电损伤相关。也因为这一点，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。而国内外品牌手机使用时稳定性的差异也基本上反映了他们在静电防护及产品的防静电设计上的差异。4、电子产品生产、加工制造中的静电源电子产品在生产、加工制造过程中，工作台表面、工具、器具、人体及其服装，都有可能成为静电荷源。这些静电荷基本上是绝缘体或处于与地面绝缘状态的物体。在绝缘体上一旦产生静电荷，既不容易在整个物体表面上分布，也不容易被传导到其他与之相接触的物体上，故局部的电荷密度往往很大，静电压可以高达10KV。电子产品生产场所中的静电荷源项目物体或工艺材料或活动1工作表面1、封腊、涂漆或浸漆表面2、普通乙烯树脂或塑料2地板1、密封用混凝土2、打蜡抛光木板3、普通乙烯树脂基砖或薄板3工作服1、普通合成料服装2、非导电工作鞋3、纯棉工作服（当RH＜30%时，洁净棉制品被认为是静电源）4椅子1、普通油漆木椅2、乙烯基或玻璃纤维椅5包装和操作1、普通塑料口袋、罩、封皮、皮带2、普通泡沫容器、泡沫材料3、普通塑料托盘、塑料转运盒、瓶、元件存贮器具4、拉伸和收缩薄膜包装操作6组装、清洗、测试和维修区1、喷雾清洗器2、普通塑料焊料吸管3、带有不接地焊头的烙铁4、溶剂刷子（人造硬毛）5、烘箱6、低温喷雾7、热喷雾枪或热吹风机8、喷砂9、静电复印机10、阴极射线管（示波器或显示器）5、静电位水平电子产品生产中，普通的操作或简单的人体活动，都可能导致很高的静电电位发生。因为在静电荷、静电位和带电体静电容之间存在着U=Q/C的恒定关系，故当C一定时，U取决于Q；当Q一定时，U取决于C。增湿可以泄漏电荷和使电荷分布均匀，都是降低Q的重要措施，从而降低U的水平；增加带电体与地之间的静电容C，也是降低U水平的重要途径。电子产品生产场所人员活动中产生的静电电位及其与湿度的关系表如下：静电产生原因静电电位（KV）RH(10-20)%RH(65-90)%人在地毯上走动3515人在乙烯树脂上行走120.25人在工作台上操作60.1包工作说明书的乙烯桶脂封皮70.6人工作台上拿起普通聚乙烯袋201.2人垫有聚氨基甲泡沫的工作椅上站起181.56、电子产品的静电防护的特点我们知道，许多门类的电子元器件对于静电是十分敏感的，静电危害导致电子产品失效既有电压效应也有能量效应。比较而言，电压效应更突出，危害条件的存在更普遍，因而是考虑静电防护的主要着眼点。电子产品的静电防护具有下列明显特点：（1）需要在产品防护寿命的全过程中进行防护。（2）需从设计开始到加工、制造、使用、维护的所有环节上进行防护。（3）需要从组装和/或设备的元器件中对静电危害最敏感的部件来确定所需的防护水平。（4）需要由所有相关人员共同参与实施的防护措施，包括软、硬两方面的措施。7、电子产品的静电防护操作一般意义上，操作是指人们利用自身肢体或使用工具、设备按照一定的程序和技术要求对物质加工对象所进行的活动。静电防护操作指的是要求人们在操作的过程中，具体地说，是在对静电敏感电子产品的加工、制造、安装、运输、失效分析、捆扎、包装、打标志或挂标签等类活动中，用手或工具接触产品时，遵守静电防护的特殊程序和方法，以把由此而引起的静电危害减少到最低限度。为了实现静电防护操作的上述目的，通常需同时具备以下4个条件：（1）训练有素并穿戴防静电衣服、鞋、帽和偑带防静电腕带的操作人员。（2）满足防静电性能要求的工具、器具、材料和加工设备、仪表。（3）受控和满意的环境条件，包括湿度、温度、气压、电磁、接地等。(4)一套行之有效并得到贯彻实施的管理制度和操作程序、方法。8、静电防护操作系统(1）配置组成防静电操作系统的物品常用的有十几种，并概括分为材料和器具两大类。材料类：A、防静电工作台垫B、防静电地垫（板）C、防静电泡沫塑料D、抗静电剂器具类：E、防静电手腕带F、防静电工作鞋G、防静电真空吸锡器H、低压自动恒湿电烙铁I、防静电塑料盒J、防静电元件盒K、防静电周转箱L、静电消除器M、防静电工作服N、运输斗和零件托盘O、防静电运输小车(2）系统常用组件的静电性能要求防静电操作系统组成件的静电性能要求项目组成件性能要求1防静电工作台垫台垫上任意一点的对地电阻105-109Ω静电泄放至100V以下的时间小于1S2地垫（板）地垫上任意一点的对地电阻105-109Ω静电泄放至100V以下的时间小于1S3腕带对地电阻106-108Ω静电泄放至100V以下的时间小于0.1s4防静电鞋电阻106-108Ω5静电消除器静电中和能力大于250V/S6防静电真空吸锡器当焊盘为Φ3mm时，焊点熔化时间小于3S吸锡头静电泄放电阻108Ω7低压自动恒温电烙铁采用低压24V供电采用硬接地焊点温度：280、310、340、380、420℃8防静电塑料袋袋对地电阻105-109Ω摩擦产生静电小于100V9抗静电剂喷涂后材料表面电阻由1014-1018Ω降至106-108Ω电压由峰值下降至1/2峰值的时间应小于05s10腕带连接线端对端电阻≥7.5*105,≤5*106Ω11防静电工作服表面电阻≤1*1012Ω对地或可能接地点的电阻≤1*1012Ω对地电阻或表面电阻的最小值由相关安全标准确定当表面电阻或接地电阻小于1010Ω时，电荷衰减到起始值的10%的时间小于2S12手套和指套对地或可能接地点的电阻≥7.5*105,≤1*1012Ω当对地电阻大于1010Ω时，电荷衰减到起始值的10%的时间小于2S13工作椅对地或可能接地点的电阻≤109Ω(3）对系统常用组成件的其他要标（i）防静电工作台防静电工作台是防静电系统最基本的组成件之一，它由工作台、防静电桌垫、腕带接头和接大地线等组成，防静电工作台应满足：（A）工作台上配备的腕带接应不小于2个，一个供操作人员使用，另一个供技术人员、检验人员或其他人员使用。（B）必要时，防静电工作台的上方应配备离子风静电消除器。（ii）防静电腕带防静电腕带是维持人体防护保证人体有效接地的最主要器具。凡直接接触静电敏感产品的人员均应偑戴防静电腕带。它应当：(A)能够与人体皮肤有良好的接触，腕带必须对人体皮肤无刺激、无过敏影响。(B)具有一个能够快速松脱的连接机构。(C)腕带的所有外部表面由绝缘材料制成。(D)使腕带的连接导线（腕练）被连接到腕带的内表面。在连接到导线上供与腕带连接的一端应做专门标记，且在该端应串有一只电阻器，其阻值为1MΩ，额定功率至少为0.2W。（iii）防静电容器防静电容器统指电子产品生产、装配过程中，一切用于存贮、周转静电敏感元器、组件的容器（例如袋、转运箱、印刷板架、元器件存放盒等）。对它们的要求是：（A）不允许使用金属或普通塑料制成。（B）必要时，在其存贮或运输静电敏感产品时应保持接地。（iv）离子风静电消除器它是用于消除绝缘部位上静电荷的主要器具。要求其消除静电的速度快，可中和任一种电极性，以使防静电工作区的正、负离子浓度保持在良好的平衡状态，产生的最大空间电势差小于100V。（v）防静电工作服穿防静电工作服是保持操作人员人体静电防护的重要手段。为此要求：（A）无论以外衣、夹克还是大衣等形式出现的工作服，在穿着的时候，它们应完全覆盖住手臂和人体躯干部分的外部衣物。（B）工作服应能够被直接地连接到操作人员皮肤上，或衣服上包含一个连接点以供利用接地线连接至大地。（C）工作帽或头巾应能够完全包容下操作者的头发，以防止人体毛发与静电敏感元器件发生接触。（D）服装的所有部分之间应存在电连续性。（E）只有在相对湿度大于50%的环境中，才允许选用由纯棉制品制作的工作服。（vi）防静电工作鞋袜穿防静电工作鞋袜是保持人体静电防护的重要手段之一，尤其在当使用腕带可能引起某种危险时，以鞋袜（含腿练、脚趾和足跟练）作为人体静电接地的方式被认为是一种基本的考虑。此时，应保持人