潔凈室靜電的產(chǎn)生以及危害
靜電是電子在材料內(nèi)部或者在材料之間移動(dòng)(含極化和傳導(dǎo)) 的產(chǎn)物。兩種不同的材料互相接觸,它們之間的小于一定的距離,如10-25cm時(shí),由于隧道效應(yīng),兩種材料內(nèi)的電子穿過(guò)界面而相互交換。當(dāng)交換達(dá)到平衡時(shí),材料間將產(chǎn)生一定的電勢(shì)差,界面兩側(cè)出現(xiàn)了等量正負(fù)電荷。若把接觸后的兩種材料分開(kāi),兩種材料將分別帶上等量正負(fù)電荷,這就是靜電產(chǎn)生的基本原理。
靜電的產(chǎn)生主要有以下三種方式:摩擦起電、傳導(dǎo)帶電、感應(yīng)帶電。
摩擦起電:因不同材料的物體接觸后再分離,由于不同原子核對(duì)電子的束縛能力不同,當(dāng)兩種不同材料物質(zhì)接觸或者摩擦?xí)r,外圍電子將轉(zhuǎn)移到束縛能力大的一方,導(dǎo)致一材料帶正電,另一材料帶負(fù)電。
傳導(dǎo)帶電:因?yàn)樵趯?dǎo)體而言,電子能在他的表面自由移動(dòng)。當(dāng)與帶電體接觸時(shí),電子會(huì)從發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致兩者電荷平衡,從而形成靜電現(xiàn)象。
感應(yīng)帶電:是指鄰近電場(chǎng)的感應(yīng),對(duì)于導(dǎo)體,電子在導(dǎo)電材料表面自由移動(dòng),若將該導(dǎo)體放置在另一個(gè)靜電場(chǎng)中,由于同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引,正、負(fù)離子就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,該導(dǎo)體因靜電場(chǎng)感應(yīng)導(dǎo)致正、負(fù)電荷不平衡而形成帶電。
從靜電產(chǎn)生的基本原理與方式可以看出,在一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造整個(gè)環(huán)節(jié)中,很多工序都可能產(chǎn)生靜電。電子制造工序中都可能使操作人員、工作臺(tái)面、工具、元器件及包裝等產(chǎn)生靜電,只要存在靜電,就一定會(huì)有一個(gè)ESD(Electro-Static Discharge靜電釋放)過(guò)程,主要是在瞬間放電電流對(duì)電路的感應(yīng)所產(chǎn)生的噪聲,以及放電電流使基準(zhǔn)地電位如產(chǎn)品地、信號(hào)地的電位發(fā)生偏移波動(dòng),從而導(dǎo)致對(duì)電路正常工作的干擾。
靜電危害與一般防雷或電磁干擾有一些不一樣的特點(diǎn):
隱蔽性:一般的靜電放電人體并未感知,而元器件卻在不知不覺(jué)中受到損傷。
潛在性和累積性:一些元器件受靜電放電損傷后,僅表現(xiàn)出某些性能參數(shù)下降,但尚未失效,在繼續(xù)使用的情況下可能導(dǎo)致失效,所以靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。
隨機(jī)性:電子元器件的靜電放電損傷可能在產(chǎn)品從加工到制造到使用維護(hù)的任一環(huán)節(jié)、任一步驟、與任何有關(guān)帶電人體(或物體)接觸時(shí)發(fā)生,具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。
復(fù)雜性:些靜電損傷也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別,使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效,從而做了錯(cuò)誤判斷。
對(duì)于電子產(chǎn)品裝配來(lái)說(shuō),靜電的危害嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、成品率和可靠性,必須對(duì)用于電子產(chǎn)品裝配的凈化間進(jìn)行系統(tǒng)防靜電措施,將生產(chǎn)過(guò)程中的靜電危害程度降至最低。
靜電一般情況下是“難以看見(jiàn),且不易摸著”,但其又近乎是無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不有,所以靜電防護(hù)是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程,從原則上說(shuō)靜電防護(hù)應(yīng)從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩方面進(jìn)行,控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過(guò)程和工藝過(guò)程中材料的選擇,控制靜電消散則主要是快速而安全地將靜電釋放和中和。