静电放电(或ESD)是电子制造车间内器件失效的主要原因,业内专家估计,由于静电放电导致的平均产品损失可能在8%至33%之间。当一个物体表面的电子转移到另一个物体表面并使其带正电时,就会发生静电放电。
当这些额外的电子与另一个带电的物体接触,使电流通过时,就会形成所谓的ESD事件。ESD事件一直在我们身边发生,无论是从烘干机上取下衣物时产生的静电感,还是走过地毯后触摸金属门把手时产生的静电电击,还是暴风雨中的闪电景象。
虽然,在电子产品制造领域,ESD看着不那么明显,实际却会产生很严重的威胁。静电电荷量往往很低,以至于直到制造商意识到存在问题时,却为时已晚。如果没有适当的静电控制保护措施,这些无声静电脉冲的威力甚至能摧毁数字设备,破坏网络,使电路板和微处理器短路。
ESD导致的生产损失成本
ESD造成的损坏会以多种方式影响电子元器件。有时,这种损坏会是瞬间的和灾难性的,例如在氧化物失效或金属熔化的情况下;器件将完全停止工作。但在其他情况下,ESD的影响可能不太明显,也就是所谓的潜在缺陷。当这种类型的损坏发生时,已经造成了损坏,但在一般检验过程中可能会检查不出这类缺陷,会认为这类产品是无问题的。
但现在这类器件注定会在其使用寿命的某个时间点出现故障或完全失效。损坏器件的成本可以是一个几分钱的简单二极管,也有可能是数百英镑甚至数千英镑的更复杂的电子电路。再考虑到返修和返工、人工、日常开支和运输的相关成本时,就可了解通过静电控制程序来减轻ESD的影响有多么重要。
电子制造业防静电
根据ESD协会的说法,在开发ESD控制程序时,需要牢记6项原则。
- 设计保护,使产品和组件尽可能稳定,以抵抗ESD的影响。
- 根据人体模型(HBM)和带电器件模型(CDM)的不同灵敏度等级,确定环境所需的控制级别。
- 确定最有可能处理ESD敏感部件的静电保护区(EPA);典型区域包括收货、检验、组装、仓库、研发、包装、返修、实验室和洁净室等区域。
- 通过消除或减少产生静电的过程,并通过提供适当的接地路径,减少静电的产生和积聚。
- 采用接地、电离和导电/耗散静电控制材料,从为员工提供ESD腕带和鞋跟带到投资防静电垫和地板、工具和防ESD包装解决方案。
6.通过使用适当的接地、分流和静电控制材料搬运产品,保护电子产品免受ESD损坏。
结论
ESD是电子制造业中一种持续但不可见的力量,它会对生产良率、产品和产品的可靠性以及公司的盈利能力产生非常严重的影响。随着电子设备内部的电路变得越来越快、越来越小、越来越复杂,它们对ESD效应的敏感度只可能增加。对于电子制造商而言,解决方案在于持续开发有针对性的ESD控制程序,以鉴别、定义和缓解其车间内最敏感的区域和最脆弱的工艺。
Neil Sharp是JJS Manufacturing公司的市场总监。