最新安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

版本. 03.08

Agilent Technologies Co. SSU 蔡宏编辑

-----------Be Professional , Be Expert-------

目录

静电的危害及防护 (3)

微波接头的使用及养护常识 (12)

电子测量仪器及其系统的环境要求 (16)

仪器硬件故障的最终确认 (21)

附录一：部分种类仪器的用户检验步骤及注意事项 (23)

附录二：Agilent仪器常见故障现象及可能原因分析 (27)

附录三：参考资料 (29)

静电的危害及防护

引言.

我们在确定自己的研究课题或找到解决方案时,下一步往往就是准备好完成课题或解决方案所需的软硬件手段.而测量仪器是人们必备的硬件设施.在得到仪器后,如何高效地使用仪器,或如何避免仪器的人为损坏,能够更长时间地为我们服务,就自然而然地成为我们必须关心的环节了.

静电的危害

那么哪些因素可以影响或威胁到仪器的正常使用呢?了解电子测量仪器或微电子的工程师所想到的第一个词,我想必定是”静电放电”(ESD).的确,静电是我们再熟悉不过的一种现象了,除了偶而轻微电击或讨厌的静电吸附外,对我们大多数人来讲,静电似乎并不是什么了不起的问题.过去,许多从事电子工业的人也并不认为静电放电是使电子元件乃至整个电子设备损坏的一个主要原因.许多人不相信静电放电的严重性,甚至怀疑是否真正存在.这也难怪,因为要判断或检查ESD(静电放电简称-Electrostatic Discharge)所引起的失效比较困难,有些元

件受ESD损伤后往往在经过一段时间后才失效,使人们难于追踪并确定为ESD引起的损坏.而且许多电子元件可以被远低于人能感觉的静电放电所损伤或损坏.无源器件也和有源器件一样对ESD敏感,损坏程度从性能下降直至短

路那样的严重损坏.

目前,许多人对自己身上常常带可观的静电以至常常受静电放电电击的现象习以为常了.可是,您知道吗?当你的手触摸及门把手或水龙头的瞬间突然感受到受电击甚至听到”啪”的一声响之时,你身上的静电已高达4000至5000伏以上了.而且.在受电击之前,你并没有任何感觉.实际上,人的身体上,衣服上经常带有几百伏到几千伏的静电.只要构成通路,积累的静电就会放电.由于在极短的时间内释放出大量的能量,常常导致电路元件损坏,因为这种放电通常大大超过许多电路元件所能承受的限度.据测试,人能感觉到”麻”时,静电电压已高达3500伏以上.高于4500伏时放电能发出响声.5000伏以上放电时可以见到火花.人感觉不到3500伏以下的静电. 现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。也就是说当你接触这些电路时，你既没有感觉到又没有看到更没有听到静电放电时，这块电路就已部分损伤或完全损坏，而你可能还在找其硬件或软件的原因。你可能还没有意识到是静电这个“幽灵”。在上个世纪中叶以前，静电现象就如同科技馆中的表演，只是一种有趣的物理现象；然而现在，静电已成为高科技现代化工业的恐怖主义者。

当两个物体表面接触并作相对运动后分开,就会在两个体表面留下可观的电荷.非导体物质上一旦有电荷积累就不易放掉.塑料包装材料,塑料地板,化纤织物和合成纤维地板,工作服,袖套,元件盒,泡沫塑料,仪器罩,香烟盒,复印纸,打

印纸等,都可能带上相当客观的静电. 任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。科学家们将质子定义为正电，中子不带电，电子带负电。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

二、三十多年以前,没有人会想到工程师要关心自身,工作服,衣服,鞋,仪器搬运车,塑料罩,封装带及诸如此类与ESD有关的问题.而今天,我们不得不要考虑这些问题,因为实际情况比我们想象的要糟得多.当你漫不经心地用手拿/摸印刷电路板和元器件,特别是微波半导体器件,随意把电路板或元器件直接放入普通塑料袋/尼龙布袋时,静电将使它们受到致命的伤害.现在看来,普及和加强防静电知识的教育还是很有必要的,目的是使人们对ESD的危害有足够的认识,包括从高级管理部门到基层的包装,收发部门从芯片制造IC制造到装配调试,仪器使用,安装和维修人员.带静电的人(也包括你!)都是ESD产生危害的祸首之一.

问题的严重性

美国”计算机/电子维修新闻”杂志早在1982年10月就报导过,仅仅由于ESD 造成的元器件损失每年高达五亿美圆;另据业内人士估计,每年由于ESD所造

成的损失更高达一百亿美圆之巨!由此可见,ESD给电子工业造成的损失是何等的令人吃惊.1980年有人在分析了一批损坏的双极型大规模集成电路后指出,约77.5%是由ESD引起的.1980年3月,HP公司的一个制造分部进行了一次实验,以确定手的触摸对没有保护措施的IC的影响.共对87个集成电路进行了实验.首先经测试证明它们是好的,然后将其中的40个像通常那样放入塑料盒内,其余47个则放在防静电泡沫塑料袋内.放在塑料盒的器件经过集成电路部门的一些人触摸后放回盒内,随后对这40个器件再测试,结果有31个没有通过电路板测试,只有9个通过了测试.对放在防静电泡沫塑料盒中的47个器件也再进行测试,证明全部都是好的.

HP公司(现为Agilent Technologies, 安捷伦科技)的另一个制造分部在1980年8月进行了一次非正式的试验,确定大量生产的印刷电路板上元件对ESD的敏感度,从成品库中取出十块电路板并验证是合格的.实验人员使用一个静电发生器通过静电放电探头接触这些电路板的连接头,所有十块板都被

650V到1000V的静电所损伤.把这些电路板装入整机,结果证明十块板都坏了.修理情况表明,低功率肖特基TTL电路是对静电最敏感的器件.8080和TTL 电路受到损伤但未失效.这使我们得出两点有关ESD的重要结论:

1).人体通常可能带1000到5000V的静电,而感觉不到3500-4000V 以下的静电.