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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 靜電是不可避免的 [打印本頁(yè)]

作者: maintek 時(shí)間: 2007-4-16 12:11
標(biāo)題: 靜電是不可避免的
靜電的產(chǎn)生：
1、靜電源
靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r，正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)物體上而形成，兩個(gè)帶上電荷的物體也就成了靜電源。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。靜電源跟其它物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的原則，存在著電荷流動(dòng)，容易產(chǎn)生高壓降，嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀。在電腦生產(chǎn)車(chē)間中，靜電源主要有人體、地板、工作臺(tái)、運(yùn)輸車(chē)、工裝板、部件包裝袋等。

2、人體
在生產(chǎn)過(guò)程中，操作者是生產(chǎn)活動(dòng)中最活躍的靜電源，現(xiàn)以人體為例，計(jì)算人體的帶電情況。有時(shí)人體所帶電壓可達(dá)2千伏以上，也許還難以讓人相信，現(xiàn)通過(guò)如下簡(jiǎn)單計(jì)算就會(huì)明白。
通常人體對(duì)地電容一般在50PF～250PF之間，設(shè)為100PF（80%的人體在100PF左右，故工程上取值為100PF），假設(shè)人體帶電為0.2μc，根據(jù)公式， u=q/c=0.2×10-6/100×10-12=2000v則人體電壓達(dá)成2千伏，有時(shí)人體所帶電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)0.2μc，則將產(chǎn)生更高的電壓。
在實(shí)際過(guò)程中，由于相互磨擦，人體在充電過(guò)程較為緩慢且充電電流極低，人體感覺(jué)不到被充電而帶上了電荷；但放電則不同，人體電阻一般為1KΩ～5KΩ，則放電電流I為： I=U/R=2000/1500≈1.3安培電流的指數(shù)衰減所需時(shí)間約為： t=rc=1500×100×10-12=0.15μs人體的系統(tǒng)能量為： W=CU2/2=100×10-12×20002/2=0.0002J

也就是說(shuō)，人體靜電聚積的能量有限，整個(gè)放電過(guò)程極為短暫，甚至不能感覺(jué)出整個(gè)放電過(guò)程，不會(huì)發(fā)生生命危險(xiǎn)，但對(duì)于MOS電路來(lái)說(shuō)，則將受到致命攻擊。通常MOS耐靜電放電電壓值為30V～7000V不等，其中耐電性能較差的VMOS的電路為30V～1800V，CMOS為250V～2500V，雙極型晶體管為380～7000V。故靜電不加以防范的話(huà)，很容易將電路毀壞。

靜電在工業(yè)生產(chǎn)中造成的危害

靜電的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的。

其造成的危害主要可歸結(jié)為以下兩種機(jī)理：

1，靜電放電（ESD）造成的危害：

（1）引起電子設(shè)備的故障或誤動(dòng)作，造成電磁干擾。（2）擊穿集成電路和精密的電子元件，或者促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。（3）高壓靜電放電造成電擊，危及人身安全。（4）在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場(chǎng)所極易引起爆炸和火災(zāi)。

2，靜電引力（ESA）造成的危害：

電子工業(yè)：吸附灰塵，造成集成電路和半導(dǎo)體元件的污染，大大降低成品率。

綜上所述：靜電的危害有目共睹，現(xiàn)在越來(lái)越多的廠家已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施各種程度的防靜電措施和工程。但是，要認(rèn)識(shí)到，完善有效的防靜電工程要依照不同企業(yè)和不同作業(yè)對(duì)象的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的對(duì)策。防靜電措施應(yīng)是系統(tǒng)的、全面的，否則，可能會(huì)事倍功半，甚至造成破壞性的反作用。

作者: maintek 時(shí)間: 2007-4-16 12:14
靜電損害的特點(diǎn)

(1)隱蔽性除非發(fā)生靜電放電，人體不能直接感知靜電，但發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺(jué)，這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2~3kv，所以靜電具有隱蔽性。
(2)潛在性有些匯受到靜電損傷后的性能沒(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給IC器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)IC的損傷具有潛在性。
(3)隨機(jī)性器件什么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說(shuō)，從一個(gè)IC芯片產(chǎn)生以后一直到它損壞以前，所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性，其損壞也具有隨機(jī)性。
(4)復(fù)雜性靜電放電損傷的失效分析工作，因微電子IC產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)財(cái)，要求較高的技術(shù)并往往需要使用高度精密儀器，即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其它原因造成的損傷加以區(qū)別；使人誤把靜電放電損傷的失效當(dāng)作其它失效，這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺(jué)地掩蓋了失效的真正原因。所以分析靜電對(duì)IC的損傷具有復(fù)雜性。從而導(dǎo)致在對(duì)IC進(jìn)行組裝時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的復(fù)雜性，甚至有過(guò)之而無(wú)不不及。
一些器件型的靜電敏感電壓值

器件	靜電敏感電壓值	器件	靜電敏感電壓值	器件	靜電敏感電壓值
VMOS	30-1800	運(yùn)算放電器	190-2500	E/DMOS	200-1000
MOSEET	100-200	JEFT	140-1000	ECL	300-2500
GaAsFET	100-300	SCL	680-1000	雙極型晶件管	380-7000
PROM	100	STTL	300-2500	石英壓電晶體器件	<10000
CMOS	250-2000	DTL	380-7000
HMOS	50-500	肖特基二極管	300-3000

作者: maintek 時(shí)間: 2007-4-16 12:16

典型的靜電電壓：

靜電電荷源	測(cè)得的電壓（V）
靜電電荷源	10%--20%RH	65%--90%RH
走過(guò)地毯	35000	1500
在聚烯烴類(lèi)塑料地面行走	12000	250
工作臺(tái)旁操作的工人	6000	100
翻動(dòng)聚乙烯膜封皮的說(shuō)明書(shū)	7000	600
從工作臺(tái)拾起普通聚乙烯袋	20000	1200
墊有聚氨酯泡沫的工作椅	18000	1500

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