ESD 101:保護(hù)元件、保護(hù)利潤(rùn)
發(fā)布時(shí)間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):554
每個(gè)人都認(rèn)為閃電擊中房子是一個(gè)很大的悲劇。微型的esd閃電滲透電子元件脆弱的結(jié)構(gòu)同樣是毀滅性的。有些集成電路(ic, integrated circuit)含有多達(dá)四百萬(wàn)個(gè)單獨(dú)的元件,單個(gè)元件的尺寸只有0.18µ。閃電和靜電(esd)兩者都是電的形式,其總是企圖往地上走。esd“攻擊”將樂于通過(guò)電子元件到達(dá)地線,在這一路上引起破壞。
人類通過(guò)日;顒(dòng)可產(chǎn)生高達(dá)25,000v的靜電放電。人類手的神經(jīng)可感覺到低至大約3,000v的靜電放電。只需要10v的esd就可毀壞今天ic內(nèi)部的某些極小零件和跡線。其結(jié)果是,雖然esd看不見、聽不到或感覺不到,但可重大地?fù)p傷或毀壞現(xiàn)在電子的運(yùn)行。 什么引起esd?
當(dāng)兩種材料一起摩擦,一種丟失電子,而另一種則收集電子。前者正充電,而后者則負(fù)充電。靜電是一個(gè)物體上的非移動(dòng)的充電。如果有機(jī)會(huì),該物體將放掉充電,又回到中性(如在門把上的火花這種情況)。這種充電釋放就是esd,靜電放電。絕緣體趨向于保持其靜電充電集中在一個(gè)不動(dòng)的區(qū)域,因此電壓可能很高。導(dǎo)體趨向于均衡其充電,把它傳導(dǎo)給接觸到的接地物體。產(chǎn)生esd的方法包括從地毯走過(guò)、梳頭、撕開膠帶(塑料)、打開兩面接觸的塑料袋,等。esd典型的來(lái)源包括人員、處理設(shè)備和一些普通塑料1。esd敏感元件(可能容易被esd損壞的零件)包括:半導(dǎo)體元件、厚與薄的薄膜電阻、片狀元件、混合電路器件和晶體。
進(jìn)口、出口與現(xiàn)場(chǎng) 印刷電路裝配(pca, printed circuit assembly)或單個(gè)元件可能有幾種方式被esd所損壞: 手直接接觸到元件引腳。 非直接接觸,如手接觸連接器或金手指(gold finger)。esd“攻擊”沿pca的跡線運(yùn)行直到找到一個(gè)脆弱的ic,將它摧毀2。 pca或單個(gè)的元件放在一個(gè)充電表面,通過(guò)感應(yīng)“拾取”類似靜電充電。這樣,當(dāng)放在一個(gè)金屬表面,迅速放電(慢放電是安全的)。 pca或單個(gè)的元件暴露在很強(qiáng)的外部電場(chǎng),誘發(fā)過(guò)大的內(nèi)部電流。
健康的、死亡的與受傷的 pca或單個(gè)的元件可能存在三個(gè)基本情況中的之一: 健康的。這個(gè)元件通過(guò)適當(dāng)?shù)膃sd技術(shù)處理,將成功運(yùn)行幾年時(shí)間。死亡的。這個(gè)元件由于不適當(dāng)?shù)脑幚矶獾絿?yán)重的esd損害,不能運(yùn)行。受傷的。這種元件遭受部分esd損壞,含有潛在的缺陷。雖然信號(hào)可以在最終測(cè)試時(shí)成功地通過(guò),但是正常使用的壓力將引起過(guò)早的和不希望的現(xiàn)場(chǎng)失效。這種情況不能正常地發(fā)覺 - 預(yù)防是最好的保護(hù)。有些類型的元件危險(xiǎn)性極高,但把注意力和預(yù)防只局限在有限的部分零件是不明智的。最好是保持良好的習(xí)慣,對(duì)所有電子產(chǎn)品都有esd意識(shí)。
絕緣體、導(dǎo)體及其中間物絕緣體是諸如塑料、橡膠、羊毛、衣物和紙張之類的材料。當(dāng)任何這類材料一起摩擦?xí)r,它們就變成靜電充電發(fā)生器。如果這充電可找到對(duì)地通路,即變成esd。
導(dǎo)體是諸如銅、鋁、銀、金、鋼和碳之類的材料。當(dāng)與地連接時(shí),它們提供靜電的快速排放通道。如果pca或單個(gè)元件變成這個(gè)快速通道的一部分,則可能造成對(duì)電子元件的損壞。耗散材料(dissipative materials)是屬于導(dǎo)體類的,但當(dāng)連接到地時(shí),它們提供靜電的緩慢放電通道。如果pca或單個(gè)元件變成這個(gè)緩慢通道的一部分,則任何pca上的現(xiàn)存充電將安全地通往地下。
在絕緣體上建立充電之后(如,抹布擦過(guò)塑料臺(tái)面之后),它不能“排放掉”。消除它的唯一方法是通過(guò)離子器,它結(jié)合了額外的正與負(fù)離子源,通過(guò)風(fēng)扇來(lái)分散。當(dāng)離子遇上絕緣體表面的靜電時(shí),它們結(jié)合在一起,并中性化,消除了潛在的問題。(表一) 表一、不同材料的導(dǎo)電率 導(dǎo)體(包括靜電屏蔽) - 一種容易將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位106ω或更小) 靜電耗散材料 - 一種慢慢把靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位106~109ω) 防靜電材料 - 一種實(shí)際上不產(chǎn)生靜電的材料。 (表面電阻:每平方單位109~1014ω) 絕緣材料 - 一種不不能將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位1014ω或更大) 運(yùn)載esd敏感元件pca或單個(gè)元件只應(yīng)該放在適當(dāng)裝備有esd認(rèn)可的裝配線或工作臺(tái)上,或在完全密封的esd認(rèn)可容器內(nèi)。普通運(yùn)載材料/物品包括:防靜電(antistatic)。這種類型包括傳統(tǒng)的粉紅色特殊配方的塑料袋和不透明ic裝運(yùn)管。當(dāng)零件在內(nèi)面移動(dòng)時(shí),這些具有事實(shí)上不產(chǎn)生任何新靜電的特性。但是重要的是注意,它們不是屏蔽容器,不能阻擋強(qiáng)電場(chǎng)(例如,在高度放電的泡沫托盤內(nèi)的
每個(gè)人都認(rèn)為閃電擊中房子是一個(gè)很大的悲劇。微型的esd閃電滲透電子元件脆弱的結(jié)構(gòu)同樣是毀滅性的。有些集成電路(ic, integrated circuit)含有多達(dá)四百萬(wàn)個(gè)單獨(dú)的元件,單個(gè)元件的尺寸只有0.18µ。閃電和靜電(esd)兩者都是電的形式,其總是企圖往地上走。esd“攻擊”將樂于通過(guò)電子元件到達(dá)地線,在這一路上引起破壞。
人類通過(guò)日常活動(dòng)可產(chǎn)生高達(dá)25,000v的靜電放電。人類手的神經(jīng)可感覺到低至大約3,000v的靜電放電。只需要10v的esd就可毀壞今天ic內(nèi)部的某些極小零件和跡線。其結(jié)果是,雖然esd看不見、聽不到或感覺不到,但可重大地?fù)p傷或毀壞現(xiàn)在電子的運(yùn)行。 什么引起esd?
當(dāng)兩種材料一起摩擦,一種丟失電子,而另一種則收集電子。前者正充電,而后者則負(fù)充電。靜電是一個(gè)物體上的非移動(dòng)的充電。如果有機(jī)會(huì),該物體將放掉充電,又回到中性(如在門把上的火花這種情況)。這種充電釋放就是esd,靜電放電。絕緣體趨向于保持其靜電充電集中在一個(gè)不動(dòng)的區(qū)域,因此電壓可能很高。導(dǎo)體趨向于均衡其充電,把它傳導(dǎo)給接觸到的接地物體。產(chǎn)生esd的方法包括從地毯走過(guò)、梳頭、撕開膠帶(塑料)、打開兩面接觸的塑料袋,等。esd典型的來(lái)源包括人員、處理設(shè)備和一些普通塑料1。esd敏感元件(可能容易被esd損壞的零件)包括:半導(dǎo)體元件、厚與薄的薄膜電阻、片狀元件、混合電路器件和晶體。
進(jìn)口、出口與現(xiàn)場(chǎng) 印刷電路裝配(pca, printed circuit assembly)或單個(gè)元件可能有幾種方式被esd所損壞: 手直接接觸到元件引腳。 非直接接觸,如手接觸連接器或金手指(gold finger)。esd“攻擊”沿pca的跡線運(yùn)行直到找到一個(gè)脆弱的ic,將它摧毀2。 pca或單個(gè)的元件放在一個(gè)充電表面,通過(guò)感應(yīng)“拾取”類似靜電充電。這樣,當(dāng)放在一個(gè)金屬表面,迅速放電(慢放電是安全的)。 pca或單個(gè)的元件暴露在很強(qiáng)的外部電場(chǎng),誘發(fā)過(guò)大的內(nèi)部電流。
健康的、死亡的與受傷的 pca或單個(gè)的元件可能存在三個(gè)基本情況中的之一: 健康的。這個(gè)元件通過(guò)適當(dāng)?shù)膃sd技術(shù)處理,將成功運(yùn)行幾年時(shí)間。死亡的。這個(gè)元件由于不適當(dāng)?shù)脑幚矶獾絿?yán)重的esd損害,不能運(yùn)行。受傷的。這種元件遭受部分esd損壞,含有潛在的缺陷。雖然信號(hào)可以在最終測(cè)試時(shí)成功地通過(guò),但是正常使用的壓力將引起過(guò)早的和不希望的現(xiàn)場(chǎng)失效。這種情況不能正常地發(fā)覺 - 預(yù)防是最好的保護(hù)。有些類型的元件危險(xiǎn)性極高,但把注意力和預(yù)防只局限在有限的部分零件是不明智的。最好是保持良好的習(xí)慣,對(duì)所有電子產(chǎn)品都有esd意識(shí)。
絕緣體、導(dǎo)體及其中間物絕緣體是諸如塑料、橡膠、羊毛、衣物和紙張之類的材料。當(dāng)任何這類材料一起摩擦?xí)r,它們就變成靜電充電發(fā)生器。如果這充電可找到對(duì)地通路,即變成esd。
導(dǎo)體是諸如銅、鋁、銀、金、鋼和碳之類的材料。當(dāng)與地連接時(shí),它們提供靜電的快速排放通道。如果pca或單個(gè)元件變成這個(gè)快速通道的一部分,則可能造成對(duì)電子元件的損壞。耗散材料(dissipative materials)是屬于導(dǎo)體類的,但當(dāng)連接到地時(shí),它們提供靜電的緩慢放電通道。如果pca或單個(gè)元件變成這個(gè)緩慢通道的一部分,則任何pca上的現(xiàn)存充電將安全地通往地下。
在絕緣體上建立充電之后(如,抹布擦過(guò)塑料臺(tái)面之后),它不能“排放掉”。消除它的唯一方法是通過(guò)離子器,它結(jié)合了額外的正與負(fù)離子源,通過(guò)風(fēng)扇來(lái)分散。當(dāng)離子遇上絕緣體表面的靜電時(shí),它們結(jié)合在一起,并中性化,消除了潛在的問題。(表一) 表一、不同材料的導(dǎo)電率 導(dǎo)體(包括靜電屏蔽) - 一種容易將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位106ω或更小) 靜電耗散材料 - 一種慢慢把靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位106~109ω) 防靜電材料 - 一種實(shí)際上不產(chǎn)生靜電的材料。 (表面電阻:每平方單位109~1014ω) 絕緣材料 - 一種不不能將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻:每平方單位1014ω或更大) 運(yùn)載esd敏感元件pca或單個(gè)元件只應(yīng)該放在適當(dāng)裝備有esd認(rèn)可的裝配線或工作臺(tái)上,或在完全密封的esd認(rèn)可容器內(nèi)。普通運(yùn)載材料/物品包括:防靜電(antistatic)。這種類型包括傳統(tǒng)的粉紅色特殊配方的塑料袋和不透明ic裝運(yùn)管。當(dāng)零件在內(nèi)面移動(dòng)時(shí),這些具有事實(shí)上不產(chǎn)生任何新靜電的特性。但是重要的是注意,它們不是屏蔽容器,不能阻擋強(qiáng)電場(chǎng)(例如,在高度放電的泡沫托盤內(nèi)的
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