静电破坏(ESD破坏)

在IC(集成电路)等电子部件中,细微的电流就会导致电路异常。静电放电也包含在内,电子部件因静电导致破坏的现象,被称为“静电破坏”。
下面介绍静电破坏的原理及对策。

静电破坏的原理

发生静电破坏这种现象的理由,并不仅仅是带电。
由于部件所带的静电发生放电,导致较通常情况下更多的电流流过电路,随之而来的高温破坏了电子部件。

静电破坏的原理
原本绝缘的电路模式,因放电导致的高温被破坏的案例

换言之,只要不放电,就不会发生静电破坏。要防止静电破坏,只需创造不会放电的状态即可。
放电与否,与电压差(电位差)的有无有关。以下图为例,在人体带电10 kV、车辆带电0 V的状态下触摸门把手,会发生放电。两者间存在电压差(电位差)时,高电压方会向低电压方放电。通过从高电压方向低电压方输送电荷,恢复到平衡状态。

静电破坏的原理

因此,只要消除电子部件与接触对象间的电压差(电位差),就能创造出不会放电的状态。

10 kV
10 kV
10 kV
0 V
没有电压差(电位差)就不会放电

静电破坏的对策

静电破坏对策的要点,主要包括以下3点。

  1. 不产生静电(设计面对策)
  2. 消除静电(接地、静电消除器等)
  3. 防止放电(导电垫等)

各行业常用的静电管理水平如下所示。

  • 半导体行业:±100 V以下(不同元件的耐性存在差异)
  • 液晶行业:±100 V以下
  • MR工作头:±10 V以下
  • GMR工作头:±5 V以下

具体的对策,包括接地、导电化和静电消除器。在无法接地时,使用静电消除器尤为便利。

不同成因的对策案例

静电破坏导致的电子部件破坏,可分为多种模式。只要理解了问题的原理,就能找到合适的对策。

人体带电模式:由人体向电子部件放电

人体带电模式:由人体向电子部件放电
  1. A:工件
  2. B:电流

由于带静电的人体接触电子部件,引发放电,造成损坏的模式。此时,用静电手环等消除人体静电,就能防止部件损坏。

设备模式:由设备向电子部件放电

设备模式:由设备向电子部件放电
  1. A:设备
  2. B:工件
  3. C:电流

由于带静电的设备向电子部件放电,造成损坏的模式。将设备接地,就能防止放电。

工件带电模式:电子部件自身带电导致的破坏

工件带电模式:电子部件自身带电导致的破坏
  1. A:工件
  2. B:电流

电子部件自身带电,对某处放电,造成损坏的模式。必须消除部件本身的静电,使用静电消除器更为有效。

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