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一、何謂靜電?有什麼特點?
什麼是靜電(ES,electrostatic),即由於電荷和電場的存在而產生的一切現象。靜電並非靜止不動的電,而是緩慢移動的電荷。其磁效應可以忽略。靜電與常用電從性質上是一樣的,本質都是電荷。值得注意的是:
1. 靜電就是物體表面存在過剩或不足的靜電荷,它是一種電能。 靜電是正負電荷在局部範圍內失去平衡的結果,靜電是通過電子或離子轉移而形成的。
2. 靜電就是物體所帶相對靜止不動的電荷。
3.高電位:可達數萬至數十萬伏,操作時常達數百和數千伏。
4.低電量:靜電流多為微安級 (mA) 。
5.作用時間短:微秒級 。
6.受環境影響大:特別是濕度,濕度上升、靜電下降。
二、靜電的產生與危害
靜電的產生有接觸、摩擦、沖流、壓電、溫差、冷凍、電解等方式,靜電放電 (ESD) 引起led發光二極體PN 結的擊穿,是LED器件封裝和應用組裝工業中靜電危害的主要方式。靜電損傷具有如下特點:
1. 隱蔽性
人體不能直接感知靜電除非發生靜電放電,但是發生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺,這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3 KV,所以靜電具有隱蔽性。
2. 潛伏性
靜電放電可能造成 LED 突發性失效或潛在性失效。雖然有時看到到靜電損傷後的性能沒有明顯的下降,但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患。一般 GaN 基 LED 受到靜電損傷後所形成的隱患並無任何方法可修復。
3. 隨機性
LED在什麼情況下會遭受靜電破壞呢?可以這麼說,從元件產生以後,一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產生也具有隨機性。其損壞也具有隨機性。
4. 複雜性
在靜電放電的情況下,起放電電源是空間電荷,因而它所儲存的能量是有限的,即使如此,有些靜電損傷現象也難以與其他原因造成的損傷加以區別,使人誤把靜電損傷失效當作其他失效。LED 極為精細,失效分析難度大,常常歸因於早期失效或情況不明的失效,從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對LED損傷的分析具有複雜性。
三、防靜電措施
靜電擊穿器件使其失效是在不知不覺中發生的,被靜電損壞的LED不能用篩選方法排除,所以只有做好預防措施,建立一套防靜電(ESD)生產工藝和測試流程規範。這對提高LED產品品質及成品率是十分關鍵的。主要的措施包括:
1.各環節要儘量減少接觸這類LED器件的人數,限制人員不必要的走動,搬推椅子。
2. 工作環境的相對濕度應保持在50%左右,不穿容易產生靜電的工作服。環境空氣濕度的控制,小於 60% 時,須加強防靜電作業系統。 工作臺面防靜電桌布良好接地,定期檢查有效性。
3.使用導電率好的包裝袋來包裝LED。應戴上手套接觸LED器件(不能戴尼龍和橡皮手套)。
4. 機台、設備、工具 機台、設備、工具良好接地線。
5.必須用手接觸LED的器件時,應接觸管殼而避免接觸LED器件的引出端。最好將手或身體接“地”一下,把靜電釋放乾淨。
6. 人體 人體配有繩防靜電腕,良好接地,每天定期測試有效性能。 檢查靜電腕與人體皮膚良好接觸,接地端與地線良好接觸。
7.電烙鐵要求永久接地。
8. 其他除了測試儀接地外,還要瞭解測試儀的測試線路,特別是恆流測試的電源開路電壓不能過高,以免 LED受到負反饋脈衝電壓的衝擊而失效
9. 在工作區域使用離子風扇防止靜電積累,因為離子風扇送出的負離子能與靜電中和,不會使靜電積累成很高電壓。
10.避免和減少材料堆積及磨擦。
11. 車間裏所用的設備都要有良好的接地,接地電阻不能大於10Ω。車間入口處一定要有接地金屬球,人進入時先摸金屬球,以釋放身上的靜電。
12.車間地面應採用含碳塑膠、含碳橡膠或導電乙烯做成,電阻率η<105Ω·cm或用靜電耗散性材料,電阻率就在105Ω·cm~109Ω·cm之間。工作服最好使用防靜電服。工作鞋要用靜電耗散型材料做成。