什么是静电放电(ESD)？

     静电放电是指任何物体在未经接通电源的情况下，产生电荷转移，其中最常见的情况，就是当两种物质互相接触产生电荷，一旦持续积聚至出现电压差时，可以冲破物质间的绝缘体(可以是空气或其他物质)，继而产生静电放电。闪电就是一个明显例子。

 

    事实上，静电放电问题由来已久。随着半导体的诞生，元件的体积越来越小，这个问题变得越来越严重。

 

    静电放电可以不同形式出现，由小至50伏到大至上升伏不等。人体只能感觉到两千伏以上的静电，毕竟所产生的电力非常微小，不会造成伤害。不过，在电子生产线车间，这就是完全两码子事。

静电如何搞破坏？

灾难性损坏

     当电子元件接触到静电放电后，电路遭到永久性破坏，功能完全丧失，通过基本检测已经可以发现，工厂需对其进行返工。

 

     以下图片由环球仪器先进工艺实验室提供，他们对一台正在进行LED组装的插件机，施加高达五千瓦的电力。然后在球键合晶片正上方，通过LED镜片往下拍摄其Z切面。四张图片都是展示同一个样本，只是采用不同的放大和照明技术。从图片中，可见在晶片表层上的金色盘圆周边上，出现遭到静电破坏的痕迹。

潜在性损坏

     当电子元件接触到静电放电后，部分电路遭到破坏(见下面)，功能尚未完全丧失，在基本检测中也未能发现，但功能时好时坏，也不知道可以维持多久，使产品变得不稳定。如果使用在医疗或军工产品上，后果将是十分严重。

 

    下图显示在电压调节器上出现的潜在性损坏，它在损坏后维持了一个小时功能，终告完全失效。

     到底，我们该如何防止静电呢？由于静电放电对元件的破坏问题不容忽视，以下介绍一些常用的防静电方法。

设立静电安全工作区

针对人员的安全措施

• 所有人员在进入静电安全工作区前，均应进行防静电测试，合格后方能进场

• 工作人员必须穿防静电工作服及工作鞋

• 其他穿普通鞋的人员应使用导电鞋束、防静电鞋套或脚跟带

• 直接接触静电敏感元件的人员必须配戴防静电腕带

针对物料的安全措施

• 防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头，一个供操作人员使用，一个供技术或检验人员使用

• 不能放置任何高度容易产生静电的物品，如塑料盒、橡皮、纸板、玻璃等等

• 工作台所有导电物料都必须接地线

    左图是正确接地的工作台，桌面及腕带各自接地；右图是不正确接地的工作台，腕带接在台面，一旦腕带遇到静电放电，它会提高工作台的电位。

存放和传送静电敏感元件及电路板、

     除了要尽一切努力营造一个防静电的工作环境外，静电敏感元件的存放或传送方式，也是十分关键的。最常见的方法，就是使用采取Faraday Cage概念制成的静电屏蔽罩，或防静电袋来处理这些元件。 

 

    这些物品由金属或良导体制造，将电流导入地面，内里的物品丝毫不损。汽车设计就是采用Faraday Cage概念制成，因此在雷击下行走，也不怕击中。

静电屏蔽笼

防静电袋内存放了电路板，并贴上了警示标志。

防静电管

     特别适合引脚特多的集成电路，把它们放在根据元件形状倒模制成的导电塑料管内，既能防静电，也能防止机械磨损。再将元件放进导电箱内，确保不受静电干扰。

导电箱

防静电不能掉以轻心

    虽然有些貌似结实的元件，如双极型晶体管，好像不易遭受静电放电损坏，但并不表示能完全幸免。有部分新开发的高速元件，连微小如只有三伏的电压也扺挡不了。

 

    有些采用金属氧化物半导体制造的元件，如特制的电阻及电容器，大家以为不怕静电，但实际上依然会受到静电放电损坏。

 

    无论如何，只要大家按照正确的指引，执行一切防静电的措施，采用由防静电物料制造的防静电吸嘴，可以消除生产线上的静电风险。