静电放电对电子产品的危害报告

静电放电对电子产品的危害报告
1、电子产品静电放电损害的特点
（1）隐蔽性
在静电放电造成电子产品的损害当中，活动的人体带电是一个重要原因。

一般情况下，人体所带静电电位都在1-2KV范围，而在此电压水平上的静电放电人体一般并无直接观察，而电子元器件却在人们不知不觉中受到损伤。

（2）失效分析的复杂性
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镜等精密仪器。

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作其他失效。

这在以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，从而不自觉掩盖了失效的真正原因。

（3）损伤具有潜在性
有些电子元器件受静电放电损伤后，仅表现出产品某些性能参数的下降，但尚未达到完全失效的程度，如不进行全面地检测往往无法发现。

例如数字电路在静电放电损伤后电流输入电平的增加，在电路功能测试时一般不会被发现；或者静电放电使产品出现可自愈的击穿或其他非致命的损害，但这种效应可以累加，从而形成潜在隐患，在继续使用的情况下可发生致命失效，既难以预料又不可能事先筛选。

（4）损伤的随机性
只要电子元器件接触和靠近超过其静电放电敏感电压阀值的情况存在，就有可能发生静电放电损伤，而由于静电可以在任何两种物体（包括人体）接触分离的条件下产生，故电子元器件的静电放电损伤可能在产品从加工到制造到使用维护的任一环节，、任一步骤、与任何有关带电人体（或物体）接触时发生，具有很大的随机性。

2、器件类型的元件对静电的敏感程度
20世纪70年代中期后，集成电路技术迅速发展，集成规模不断扩大，集成密度日益提高，产品越来微小型化，MOS工艺已日益成为集成电路制造的主导技术。

MOS电路栅氧化层横截面厚度的减薄使其耐压相对降低。

一些器件类型的静电敏感电压值
3、电子元器件静电损伤的失效类型
（1）突发性完全失效
这种类型是指由于静电放电造成电子元器件自身短路、开路、功能丧失或参数不合格等，因而立即失去其工作能力。

在这种模式的失效中，既包括与电压相关的失效（介质击穿、PN结反向漏电等），也包括与功率相关的失效（铝条烧断、硅片局部区域熔化、PN结边缘损伤导致的严重漏电、增益下降等）。

除静电放电造成的失效外，静电场力的破坏作用（如引线被拉断、静电吸附等）也是导致电子产品静电失效的原因之一。

据有关统计资料表明，在受静电损伤的半导体器件中，突发性完全失效约占失效总数的10%。

这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现，因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。

（2）潜在性缓慢失效
这种类型指带电体所带静电位或存储的静电能量较低，或静电放电时电路中有限流电阻存在，那么，一次静电放电脉冲可能不足以引起电子元器件的完全失效，但它会在元器件内部造成轻度损伤。

这种损伤具有累加性，随着所遭受的静电放电脉冲次数的加多，使器件的静电损伤电压阀值逐渐下降，或使元器件的参数缓慢变坏，直至在某一不可预测的时刻发生失效，丧失工作能力。

这种失效事先难以检测，也不可能进行应力筛先，故只能任其在元器件工作寿命中发生，造成电子元器件本身、组件或整机设备的可靠性降低。

潜在性损伤指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。

据有关统计资料表明，潜在性缓慢失效占电子元器件静电放电失效总数的90%，因此其危害性甚大。

也就是说90%的静电损伤是没办法检测到，只有到了用户手里使用时才会发现。

手机出现的经常死机、自动关机占、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题有绝大多数与静电损伤相关。

也因为这一点，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。

而国内外品牌手机使用时稳定性的差异也基本上反映了他们在静电防护及产品的防静电设计上的差异。

4、电子产品生产、加工制造中的静电源
电子产品在生产、加工制造过程中，工作台表面、工具、器具、人体及其服装，都有可能成为静电荷源。

这些静电荷基本上是绝缘体或处于与地面绝缘状态的物体。

在绝缘体上一旦产生静电荷，既不容易在整个物体表面上分布，也不容易被传导到其他与之相接触的物体上，故局部的电荷密度往往很大，静电压可以高达10KV。

电子产品生产场所中的静电荷源
5、静电位水平
电子产品生产中，普通的操作或简单的人体活动，都可能导致很高的静电电位发生。

因为在静电荷、静电位和带电体静电容之间存在着U=Q/C的恒定关系，故当C一定时，U取决于Q；当Q一定时，U取决于C。

增湿可以泄漏电荷和使电荷分布均匀，都是降低Q的重要措施，从而降低U的水平；增加带电体与地之间的静电容C，也是降低U水平的重要途径。

电子产品生产场所人员活动中产生的静电电位及其与湿度的关系表如下：
6、电子产品的静电防护的特点
我们知道，许多门类的电子元器件对于静电是十分敏感的，静电危害导致电子产品失效既有电压效应也有能量效应。

比较而言，电压效应更突出，危害条件的存在更普遍，因而是考虑静电防护的主要着眼点。

电子产品的静电防护具有下列明显特点：
（1）需要在产品防护寿命的全过程中进行防护。

（2）需从设计开始到加工、制造、使用、维护的所有环节上进行防护。

（3）需要从组装和/或设备的元器件中对静电危害最敏感的部件来确定所需的防护水平。

（4）需要由所有相关人员共同参与实施的防护措施，包括软、硬两方面的措施。

7、电子产品的静电防护操作
一般意义上，操作是指人们利用自身肢体或使用工具、设备按照一定的程序和技术要求对物质加工对象所进行的活动。

静电防护操作指的是要求人们在操作的过程中，具体地说，是在对静电敏感电子产品的加工、制造、安装、运输、失效分析、捆扎、包装、打标志或挂标签等类活动中，用手或工具接触产品时，遵守静电防护的特殊程序和方法，以把由此而引起的静电危害减少到最低限度。

为了实现静电防护操作的上述目的，通常需同时具备以下4个条件：
（1）训练有素并穿戴防静电衣服、鞋、帽和偑带防静电腕带的操作人员。

（2）满足防静电性能要求的工具、器具、材料和加工设备、仪表。

（3）受控和满意的环境条件，包括湿度、温度、气压、电磁、接地等。

(4) 一套行之有效并得到贯彻实施的管理制度和操作程序、方法。

8、静电防护操作系统
(1）配置
组成防静电操作系统的物品常用的有十几种，并概括分为材料和器具两大类。

材料类：
A、防静电工作台垫
B、防静电地垫（板）
C、防静电泡沫塑料
D、抗静电剂
器具类：
E、防静电手腕带
F、防静电工作鞋
G、防静电真空吸锡器
H、低压自动恒湿电烙铁
I、防静电塑料盒
J、防静电元件盒
K、防静电周转箱
L、静电消除器
M、防静电工作服
N、运输斗和零件托盘
O、防静电运输小车
(2）系统常用组件的静电性能要求
防静电操作系统组成件的静电性能要求
(3）对系统常用组成件的其他要标
（i）防静电工作台
防静电工作台是防静电系统最基本的组成件之一，它由工作台、防静电桌垫、腕带接头和接大地线等组成，防静电工作台应满足：
（A）工作台上配备的腕带接应不小于2个，一个供操作人员使用，另一个供技术人员、检验人员或其他人员使用。

（B）必要时，防静电工作台的上方应配备离子风静电消除器。

（ii）防静电腕带
防静电腕带是维持人体防护保证人体有效接地的最主要器具。

凡直接接触静电敏感产品的人员均应偑戴防静电腕带。

它应当：
(A)能够与人体皮肤有良好的接触，腕带必须对人体皮肤无刺激、无过敏影响。

(B)具有一个能够快速松脱的连接机构。

(C)腕带的所有外部表面由绝缘材料制成。

(D)使腕带的连接导线（腕练）被连接到腕带的内表面。

在连接到导线上供与腕带连接的一端应做专门标记，且在该端应串有一只电阻器，其阻值为1MΩ，额定功率至少为0.2W。

（iii）防静电容器
防静电容器统指电子产品生产、装配过程中，一切用于存贮、周转静电敏感元器、组件的容器（例如袋、转运箱、印刷板架、元器件存放盒等）。

对它们的要求是：
（A）不允许使用金属或普通塑料制成。

（B）必要时，在其存贮或运输静电敏感产品时应保持接地。

（iv）离子风静电消除器
它是用于消除绝缘部位上静电荷的主要器具。

要求其消除静电的速度快，可中和任一种电极性，以使防静电工作区的正、负离子浓度保持在良好的平衡状态，产生的最大空间电势差小于100V。

（v）防静电工作服
穿防静电工作服是保持操作人员人体静电防护的重要手段。

为此要求：
（A）无论以外衣、夹克还是大衣等形式出现的工作服，在穿着的时候，它们应完全覆盖住手臂和人体躯干部分的外部衣物。

（B）工作服应能够被直接地连接到操作人员皮肤上，或衣服上包含一个连接点以供利用接地线连接至大地。

（C）工作帽或头巾应能够完全包容下操作者的头发，以防止人体毛发与静电敏感元器件发生接触。

（D）服装的所有部分之间应存在电连续性。

（E）只有在相对湿度大于50%的环境中，才允许选用由纯棉制品制作的工作服。

（vi）防静电工作鞋袜
穿防静电工作鞋袜是保持人体静电防护的重要手段之一，尤其在当使用腕带可能引起某种危险时，以鞋袜（含腿练、脚趾和足跟练）作为人体静电接地的方式被认为是一种基本的考虑。

此时，应保持人体的对地电阻值在规定范围内（≥5*104,≤3.5*107Ω）。

该值的确定出自人体安全和使用静电荷迅速泄漏两种考虑。

（vii）防静电运输小车
当用于运输未防护的静电敏感元器件组件或作为活动的工作面使用时，要求它带有一个能够接地的点以供通过一根导线接地。

（viii）地板材料
（A）通常选用耗散材料来制作地面，或者在普通地面上铺设防静电地垫，并有效接地。

（B）禁止直接使用木质地板或铺设毛、麻、化纤及普通地板革。

（C）允许使用经过特殊处理的水磨石地面，如事先铺设地网格、渗碳或在地面喷涂抗静电剂等。

（viiii）天花板及墙面材料
应先用抗静电型的材料制品。

一般情况下不允许使用石膏涂料或石灰涂料墙面，禁止使用普通墙纸及塑料墙纸。

（x）禁用的静电荷源材料或设备
绝对禁止使用静电荷源器材。

在防静电工作区内，无论是直接应用的材料或制品所用的原材料，均禁止使用易于产生静电荷的电荷源材料，也不允许使用易于成为静电荷源的设备
(4）静电防护操作的一般准则
（i）应在静电防护环境条件下进行操作
（A）所有静电敏感产品的加工、装联、检测、包装及拆包装等操作都必须在防静电工作区内进行，一般还应在防静电工作台上进行。

（B）凡进入防静电工作区的所有电子元器件都应视为静电放电敏感元器件来对待。

（C）在装配未采用静电包装的零部件时，应在消除静电后才允许进入防静电工作工。

（ii）静电敏感产品的包装、防护、运输和标志通则
（A）凡存贮、运输静电放电敏感产品，只能在妥善的防静电包装条件下进行。

（B）凡未包装在静电防护容器内的静电敏感产品，应予拒收。

（C）当需要把静电敏感产品从防护包装容器中取出时，必须在静电防护工作台上进行。

（D）在静电敏感产品的防护罩或包装件打开之前，应在防静电工作台上，利用离子风进行中和，以使包装件上的静电荷得到消除。

另一方面，这些电荷可能被接地的人员接触包装件时泄漏掉。

（E）未投入使用的静电敏感产品，应以挡板、支架、非腐蚀性导电泡沫塑料，保护罩或防护包装等对其进行防护隔离。

（F）应保证在静电防护工作区内使用的所有容器在使用之前或使用期间接地。

或直接接地，或借助于与一个适当的接地防护表面接触来实现接地。

（G）静电敏感产品出、入库房，都必须在静电防护包装条件下进行。

（H）必要时，应使用离子风来消除静电敏感产品包装件运输中产生的电荷。

（I）对于静电敏感产品的图纸，应当标志上静电敏感符号、警示标记，以及可供使用的操作程序。

（J）在制造、加工、组装和检查的工作说明书中，应对静电敏感产品加以标明，并写明这些产品只能由经过专门培训的人员来操作。

（K）静电敏感产品的包装件上，应做出警示标记。

（L）已用过的旧包装容器，禁止重复使用。

（iii）人员防护要求
（A）操作静电敏感产品的人员应穿戴防静电工作服，并对这种工作服的适用性能定期进行检测。

普通的人造纤维服装应被认为是一种潜在的静电危害，不可穿用。

如使用手套和指套，它们应用防静电材料制成。

（B）操作人员必须偑戴防静电腕带，腕带必须与皮肤有良好的接触并接入可靠的防静电接地系统中。

（C）在重要工位上应配备腕带监视器，以随时监视是否处于正常状态。

（D）在不能使用接地腕带的情况下，操作人员在维修静电敏感设备时，在把静电敏感元器件去掉防护包装之前，自己应首先接地。

（E）操作静电敏感产品的人员应避免在静电敏感产品附近进行能产生静电的身体活动，包括擦鞋底、穿和脱工作服等。

（F）在任何场合中，均不允许未加防护的人员接触静电敏感元器件。

（iv）人员上岗规定
凡操作静电敏感产品的人员，包括采购、保管、储运、加工、检测、维修、使用等，上岗前均要经过专门的培训，并通过考核证明能胜任此项工作。

当静电敏感产品被去掉了保护罩或防护包装之后，没受过专门培训的人员是不允许操作产品的。

（v）操作注意事项
（A）手拿静电敏感元器件时，应避免触及其引线和接线片。

（B）服装、图纸资料等物品不得接触静电敏感元器件。

（C）操作过程中应尽量减少对静电敏感产品及其部件的接触次数。

（D）当从防护包装容器或保护罩中取出静电敏感产品时，避免触及其外壳或其引线。

（E）装联电子设备主机板时，不得使用普通电动起子。

（F）在手工焊接时，应采用防静电低压恒温烙铁。

（G）试验检测静电敏感电子产品时，在接触敏感元器件之前，试验设备的接头应被短暂地接地。

（H）用刷子人工清洁静电敏感电子产品时，只能使用天然毛刷并且应用离子风直接面对被清洁区域上方以清除静电源。

（I）若可行，所有自动清洁设备应被接地，并且在清洁操作期间静电敏感元器件的引起和接线端子应被短接在一起。

（J）清洁处理静电敏感电子产品时，凡在可行之处应使用导电的清洁溶剂。

（K）使用例如丙酮、酒精或其他清洁溶剂清洗静电放电防护材料时，应当遵守有关注意事项。

这些溶剂的使用，还可能降低某些防护材料的效能，特别是那些能渗出表面以吸收空气中水分形成潮湿层的防护材料。

（L）除专门设计的供在电源接通情况下拆换组件的设备外，当敏感产品组件往（从）设备上装（拆下）时，应断开设备电源。

装上前或拆下后的敏感产品组件应置于临时的防静电工作台面上。

（vi）操作环境及其他要求
（A）在防静电工作台上不允许堆放塑料盒（片）、橡皮、书本、纸板、资料、文具、玻璃等易于产生静电的杂物。

必要的图纸、资料应装入防静电文具袋内。

（B）装夹图纸资料、工作说明书等时，不允许使用由普通塑料薄膜制成的袋子，或时塑料封皮。

（C）从产品成品率、经济花费和静电防护需要等方面来权衡选取可控制的环境温湿度。

通常湿度以RH为60%左右为宜，温度可在15-35℃范围内。

（vii）设备、工具要求
（A）不具备防静电功能的工具、器具，应放在防静电台垫上，并置于离子风静电消除器的作用范围之内。

（B）在防静电工作区内使用的电动工具、设备和夹具，应被正确地接地。

接地电气设备应通过一个接地插头，而不是通过防静电工作台表面。

（viii）现场操作要求
在防静电工作区之外进行现场维修时，应使用用由防静电维修包所构成的临时性局部防静电工作区域。