这篇文章介绍了静电的产生机理及其形成过程,详细论述了电子产品及通信产品在生产、制造、包装、运输等过程中静电防护的主要途径、措施以及所涉及的相关技术, 并提出了静电防护的工艺要求。 一、概述 在人们的日常生活和工作中, 经常会遇到静电现象。那么, 静电到底是什么, 它的产生 机理以及它有哪些危害, 如何预防和消除这些危害, 这是我们必须考虑和解决的问题。 什么是静电?静电是一种电能,它存在于物体表面,是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电 现象是指电荷在产生与消失过程中所表现出的现象的总称,如摩擦起电就是一种静电现象。 为什么要防静电?由于电子行业的迅速发展,体积小、集成度高的器件得到大规模生产,从而导致导线间 距越来越小,绝缘膜越来越薄,致使耐击穿电压也愈来愈低。而电子产品在生产、运输、储 存和转运等过程中所产生的静电电压却远远超过其击穿电压阈值,这就可能造成器件的击穿 或失效,影响产品的技术指标,降低其可靠性。由此可见,静电是电子行业发展中的一大障 碍。所以预防静电必须提到议事日程上来,以确保产品的质量。 为使电子器件及产品在购买、入库、发料、检验、储存、调测和安装等过程中免受静电 危害,了解静电产生的机理和一些防止静电产生危害的相关知识是非常必要和重要的。 二、电子行业中静电障害的形成 电子行业中静电障害可分为两类:一是由静电引力引起的浮游尘埃的吸附;二是由静电 放电引起的介质击穿; 静电吸附在半导体元器件的生产制造过程中, 由于大量使用了石英及高分子物质制成的器具和 材料,其绝缘度很高,在使用过程中一些不可避免的摩擦可造成其表面电荷不断积聚, 5.0(kV)工作台表面 35(kV) 操作人员 100(kV) 从表1可见,它们的静电电位都很高。由于静电的力学效应,在这种情况下, 很容易使 工作场所的浮游尘埃吸附于芯片表面,而很小的尘埃吸附都有可能影响半导体器件的良好性 能。所以电子产品的生产必须在清洁环境中操作,并且操作人员、器具及环境必须采取一系 列的防静电措施,以防止和降低静电危害的形成。 2.介质击穿的分类 由静电引起元器件的击穿是电子工业中静电危害的主要方式。在强电场中,随着电场强 的增强,电荷不断积累,当达到一定程度时,电介质会失去极化特征而成为导体,最后产生 介质的热损坏现象,这种现象称为电介质的击穿。介质击穿分热击穿、化学击穿和电击穿三 种形式。 (1)热击穿介质工作时,当损耗产生的热量大于介质向周围散发的热量时,介质的温度 迅速升高,导电随之增加,直至介质的热损坏。可见热击穿的核心问题是散热问题。所以热 设计是产品设计的重要环节之一。 (2)化学击穿在高压下,强电场会在介质表面或内部的缺陷小孔附近产生局部空气碰撞 电离,引起介质电辉,生成化学物质--臭氧和二氧化碳,使绝缘性能降低,致使介质损坏。 (3)电击穿 电击穿是介质在强电场作用下, 被击发出自由电子而引起的。自由电子随电 场强度的增加而急剧增加,从而破坏介质的绝缘性能。可见电击穿的本质是电荷积聚所致, 因而防止电荷积聚就可防止电击穿。一般把击穿的临界电压称为击穿电压, 临界场强称为击 穿场强。例如: E空气 kV/m,MOS管结构的E栅氧化摸 1.0106kV/m。