靜電放電（ESD）的危害

靜電放電（electronstatic discharge，ESD）通常也指對靜電放電的防護。靜電和靜電放電在我們的日常生活中無處不見，但對電子器件來說，一次我們無法察覺的輕微靜電放電就可能對其造成嚴重的損傷。電子技術的迅猛發(fā)展，已經(jīng)讓電子產(chǎn)品的功能越來越強大，體積卻越來越小，但這都是以電子元器件的靜電敏感度越來越高為代價的。這是因為，高的集成度意味著單元線路會越來越窄，耐受靜電放電的能力越來越差，此外大量新發(fā)展起來的特種器件所使用的材料也都是靜電敏感材料，從而讓電子元器件，特別是半導體材料器件對于生產(chǎn)、組裝和維修等過程環(huán)境的靜電控制要求越來越高。但另外一方面，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和維修等環(huán)境中，又會大量使用容易產(chǎn)生靜電的各種高分子材料，這無疑給電子產(chǎn)品的靜電防護帶來了更多的難題和挑戰(zhàn)。靜電放電對電子產(chǎn)品造成的破壞和損傷有突發(fā)性損傷和潛在性損傷兩種。所謂突發(fā)性損傷，指的是器件被嚴重損壞，功能喪失。這種損傷通常能夠在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢測中能夠發(fā)現(xiàn)，因此給工廠帶來的主要是返工維修的成本。而潛在性損傷指的是器件部分被損，功能尚未喪失，且在生產(chǎn)過程的檢測中不能發(fā)現(xiàn)，但在使用當中會使產(chǎn)品變得不穩(wěn)定，時好時壞，因而對產(chǎn)品質(zhì)量構成更大的危害。這兩種損傷中，潛在性失效占據(jù)了90，突發(fā)性失效只占10。也就是說90的靜電損傷是沒辦法檢測到，只有到了用戶手里使用時才會發(fā)現(xiàn)。手機出現(xiàn)的經(jīng)常死機、自動關機占、話音質(zhì)量差、雜音大、信號時好時差、按鍵出錯等問題有絕大多數(shù)與靜電損傷相關。也因為這一點，靜電放電被認為是電子產(chǎn)品質(zhì)量最大的潛在殺手，靜電防護也成為電子產(chǎn)品質(zhì)量控制的一項重要內(nèi)容。而國內(nèi)外品牌手機使用時穩(wěn)定性的差異也基本上反映了他們在靜電防護及產(chǎn)品的防靜電設計上的差異。實際上電子行業(yè)對靜電的關注由來已久，從電子產(chǎn)品特別是晶體管一出現(xiàn)，這一問題已經(jīng)開始為各企業(yè)及各國所認識和重視。對于靜電及靜電防護的研究也逐步演變?yōu)橐粋�新的邊緣學科，形成了現(xiàn)代靜電工程學和靜電防護工程學，包含在其中的靜電起電原理、靜電放電模型、靜電作用機理、靜電危害及其防護以及與其相關的靜電測試技術都得到了快速的發(fā)展。盡管人類發(fā)現(xiàn)靜電已經(jīng)有數(shù)千年的歷史，但對于電子行業(yè)來講，靜電防護遠非想象的那么簡單。這是因為：第一，生產(chǎn)工藝中材料和物品的復雜性電子產(chǎn)品的制造從元器件生產(chǎn)到組裝，再到使用維修的過程中會使用半導體、金屬、各種封裝材料、線路板基材、機殼、機座等多種原料，而生產(chǎn)設備、操作工具、操作環(huán)境、包裝容器等又會使得有可能與電子器件相接觸的物品和材料更加繁多。材料之間的接觸分離、摩擦、感應等都會產(chǎn)生靜電，而且這些物品當中有又相當多使用的是靜電容易產(chǎn)生不易消除的高分子絕緣材料，這些都無疑會增加電子產(chǎn)品靜電損傷的風險和靜電防護的難度。第二，電子產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，任何一個環(huán)節(jié)的閃失都會造成靜電防護的失敗電子產(chǎn)品制造過程，從半導體材料到最終的組裝要經(jīng)過半導體制造、晶片、裝片、固定、鍵合、封裝、電路板制作、貼裝焊接、插接、裝配、測試等多個環(huán)節(jié)經(jīng)歷各環(huán)節(jié)不同廠家數(shù)百個工序，任何一個環(huán)節(jié)上的靜電都可能對器件造成損傷。一旦哪一個環(huán)節(jié)的靜電保護不夠就意味最終產(chǎn)品出現(xiàn)問題。而全過程系統(tǒng)化地控制靜電也是電子行業(yè)靜電防護的一個重要特點。第三，生產(chǎn)中人員因素會增加靜電防護的難度盡管現(xiàn)代電子產(chǎn)品生產(chǎn)自動化程度越來越高，但在整個制造過程離開人員操作是不可能的。相比機器設備人的活動要復雜的多，人對器件的操作要復雜的多，因而人體靜電的防護要比設備和環(huán)境要復雜的多。同時，人作為生產(chǎn)的主宰，人員防靜電的意識和靜電防護的操作水平會最終決定靜電防護是否有效。這些都會增加靜電防護的難度。第四，器件越來越敏感，要求越來越嚴格電子技術的進步可以說是集成化的提高和新的半導體材料的使用，集成化的提高意味著器件耐受靜電擊穿的能力的降低。當今集成電路的最小線寬已經(jīng)降到了45nm這意味著按照10MV/CM計算的理論耐擊穿能力只有45V，可能只是我們彎腰撿起一片紙張時產(chǎn)生的靜電壓的1/20，而另一些領域，如硬盤行業(yè)中的生產(chǎn)對靜電控制的要求已經(jīng)降到5V以下，這些必定對于靜電防護提出了新的挑戰(zhàn)。 ANSI/ESD S20.20是美國靜電放電協(xié)會電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中靜電防護的標準，是目前國際上電子行業(yè)靜電防護的最權威的標準，也是唯一可以認證的靜電防護標準。企業(yè)通過ANSI/ESD S20.20認證，說明靜電在該企業(yè)在生產(chǎn)當中得到了嚴格的控制，從而保證了產(chǎn)品的品質(zhì)，保證了產(chǎn)品的可靠性。