静电对电子产品损害的形式及特点

2018-04-26 雅鑫达电子

静电对电子产品的损害有多种形式,并具有自身的特点。


静电损害的形式


静电的基本物理特性为:吸引或排斥;与大地有电位差;会产生放电电流。基于此,静电损害有以下3种形式:

(1)静电吸附灰尘,降低元器件绝缘电阻(缩短寿命);
(2)静电放电(ESD)破坏,造成电子元件受损不能工作(完全破坏);

(3)静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米),频谱极宽(从及时找 到几千兆),对电子器件造成干扰甚至损坏(电磁干扰)。


这三种形式的静电对电子产品的损害,既可能是永久性的(如功能丧失,不能恢复),也可能是暂时性的(如静电放电产生的干扰使功能暂时丧失);既可能是突发失效,也可能是潜在失效。其中静电放电(ESD)事件是造成元器件损伤最常见和最主要的原因。

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静电损害的特点


相对与其他应力,静电对电子产品的损害存在以下一些特点。


(1)隐蔽性


人体不能直接感知静电,除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2~3kV,所以静电损害具有隐蔽性。


(2)潜在性和积累性


有些电子元器件收到静电损伤后的性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对电子产品的损害具有潜在性。


(3)随机性


电子元件在什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说,从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生具有随机性,所以静电损害也具有随机性。


(4)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子显微镜等高精密仪器。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成其他失效。这在对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,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子产品的损害的分析具有复杂性。


可能产生静电损害的制造过程


元器件从生产到使用的整体过程中都可能遭受静电损害,依各阶段的可分为:
(1)元器件制造过程——包含制造、切割、接线、检验到交货;
(2)PCBA板生产过程——收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货;
(3)设备制造过程——电路板验收、储存、装配、品管和出货;
(4)设备使用过程——收货、安装、试验、使用及保养;
(5)设备维修过程。


在这整个过程中,每一个阶段中的每一个小步骤,元件都可能遭受静电损害,而实际上,最主要而又容易疏忽的一点却是元器件的传送与运输的过程。在这个过程中,不但包装因移动容易产生静电外,而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近,工人移动频繁,车辆迅速移动等)而受到破坏,所以传送与运输过程需要特备注意以及减少损失。
因此在元器件的制造、组装、使用到维修的任一环节都有可能发生静电损害。


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