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                光電元件市場資訊

                LED技術論壇:LED使用注意事項

                發布日期:2011-04-14 16:56:24

                LED技術論壇LED使用提示
                靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會產生放電電流。這 三種特性對電子元件的影響:
                1、靜電吸附灰塵,降低元器件絕緣電阻(縮短壽命)。
                2、靜電放電破壞,使元器件受損壞不能工作(安全破壞)。
                3、靜電放電或電流產生的熱,使元件器受傷(潛在損傷)。
                4、靜電放電產生的電磁場幅度很大(達幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對電子器件造成干擾甚至損壞(電磁干擾)。
                如果元器件損壞,則能在生產及品管中被察覺而排除,影響較小。如是靜電使元器件輕微受損,在正常測試下不易發現,并會因過多層的加工,直至已在使用時才出現,不但檢查不易,還要耗費很多人力及財力才能查出問題,而且造成的損失將可能巨大。
                目前針對高亮度LED在使用上存在的最大問題是ESD(靜電)的影響。靜電是造成LED材料漏電(IR / 反向電流)的主要因素,90%的靜電均來源于作業中沒有對設備進行接地及操作員沒有配備相應的防靜電設置,LED在漏電后其亮度和顏色不會即時表現出不良現象,但在正常持久工作時其亮度會明顯下降或不穩定及不亮, 因而在制造作業中應盡可能的在防靜電方面做一些控制。
                1.檢驗:
                1.測試機臺需接地(單獨地線)
                2.測試人員需配備防靜電環(必須為有線并接單獨地線)
                3.避免材料有劇烈磨擦,如在材料盤內來回挪動材料及在桌面上反復挪動材料均易造成漏電。
                2.倉庫儲存:
                (1).儲存條件: Ta 25℃±5℃ HR% 60%以下
                (2).杜絕12小時內不封口現象。
                3.制造生產:
                (1).生產車間地板布銅網進行靜電吸收處理(單獨地線)。
                (2).焊接設備(包括電烙鐵、自動焊接機臺及測試機臺)需接地,操作人員需配備防靜電環。
                關于靜電
                Electro Static Discharge
                靜電簡介
                靜電學是十八世紀以庫侖定律為基礎建立起來的,以研究靜止電荷及磁場作用規律的學科,是物理學中電磁學的一個重要組成部分。
                靜電工程學是指從十九世紀初以現在形成的以靜電學為基礎而研究靜電危害及其防護和靜電應用技術的專門科學。其主要研究內容有靜電應用技術如靜電除塵、靜電復印、靜電生物效應等以及靜電防護技術如電子工業、石油工業、兵器工業、紡織工業、橡膠工業以及航天與軍事領域等靜電危害問題。
                在二十世紀中期隨著工業生產的高速發展以及高分子材料的迅速推廣應用,一方面,一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等制品的廣泛應用以及現代生產過程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度,另一方面,靜電敏感材料的生產和使用,如輕質油品,火藥,固態電子器件等,工礦企業部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當嚴重的后果和損失。它曾造成電子工業年損失達上百億美元,這還不包括潛在的損失。二次世界大戰后許多工業發達國家都建立了靜電研究機構。我國對靜電的研究有40多年的歷史,取得了許多成果,有一大批各層次的科技人員,盡管如此,還有許多靜電問題沒解決,靜電仍是困擾我們的“幽靈”。
                靜電是怎樣產生的
                在日常生活中,任何兩個不同材質的物體接觸后再分離,即可生產靜電。當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到一個物體使其帶正電,而另一個物體得到一些剩余電子的物體而帶負電。所以物體之間接觸后分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的“接觸分離”起電。
                固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。為什么氣體也會產生靜電呢?因為氣體也是由分子、原子組成,當空氣流動時分子、原子也會發生“接觸分離”而起電。所以在我們周圍環境以至我們的身上都會帶有不同程度時就會發生放電。
                我們都知道磨擦起電而很少聽說接觸起電。實質上磨擦起電是一種接觸又分離從而造成正負電荷不平衡的過程。磨擦是一個不斷接觸與分離的過程。因此磨擦起電實質上是接觸分離起電。在日常生活中,各類物體都會因移動或磨擦而產生靜電,如工作桌面、地板、椅子、衣服、紙張、包裝袋、流動空氣等。
                另一種常見的起電是感應起電,當帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電物體的兩端分別感應出正電與負電。
                為何要提高ESD防護意識
                ESD是Electro Static Discharge即“靜電放電”的意思。ESD是二十世紀中期以來形成的以研究靜電的產生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱(火花)效應(如靜電引起的著火與爆炸)和電磁效應如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題越來越重視。
                在二十世紀70年代以前,很多靜電問題都是由于人們沒有ESD意識而造成的,即使現在也有很多人懷疑ESD會對電子產品造成損壞。這是因為大多數ESD損害發生在人的感覺以外,因為人體對靜電放電的感知電壓約為3KV,而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞,通常電子器件對被ESD損壞后沒有明顯的界限,把元件安裝在PCB板上以后再檢測,結果出現很多問題,分析也相當困難。特別是潛在損壞,即使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯變化,所以很多電子工程師和設計人員都懷疑ESD,但近年實驗證實,這種潛在損壞在一定時間以后,電子產品的可靠性明顯下降。
                電子工業的靜電是如何產生
                靜電是時時刻刻到處存在的,但是在二十世紀40-50年代很少有靜電問題,因為那時是晶體三級管和二極管,而所產生的靜電也不如現在普遍存在。在60年代,隨著對靜電非常敏感的MOS器件的出現,靜電問題日漸明顯,到70年代靜電問題越來越嚴重。80-90年代,隨著集成電路的密度越來越大,一方面其二氧化硅膜的厚度越來越薄(微米一納米),其承受的靜電電壓越赤越低,另一方面,產生和積累靜電的材料如塑料,橡膠等大量使用,使得靜電越來越普遍存在。
                電子工業的整個生產過程中都會產生靜電,依各階段的可分為:
                1、元件制造過程:包含制造,切割、接線、檢驗到交貨。
                2、印刷電路版生產過程:收貨、驗貨、儲存、裝配、插入、焊接、品管、包裝到出貨。
                3、設備制造過程:電路板驗收、驗貨、儲存、裝配、品管、出貨。
                4、設備使用過程:收貨、安裝、試驗、使用及保養。
                5、設備維修過程:在這整個過程中,每一個階段中的每一個小步驟,元件都可能遭受靜電損害。電子工業生產的過程,所以對靜電防護的切性日益重要。
                靜電對電子產品損害的特點
                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具有隱蔽性。
                2、潛在性
                有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯有下降,但多次累加放電會給元器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。
                3、隨機性
                電子元器件什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說,從一個元器件產生以后,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。
                4、復雜性
                靜電放電損傷的失效分析工作,因電子產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢,要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。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失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前,常常歸因于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。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。
                靜電對電子產品損害的形式
                靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會產生放電電流。這三種特性對電子元件的影響:
                1、靜電吸附灰塵,降低元器件絕緣電阻(縮短壽命)。
                2、靜電放電破壞,使元器件受損壞不能工作(安全破壞)。
                3、靜電放電或電流產生的熱,使元件器受傷(潛在損傷)。
                4、靜電放電產生的電磁場幅度很大(達幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對電子器件造成干擾甚至損壞(電磁干擾)。
                如果元器件損壞,則能在生產及品管中被察覺而排除,影響較小。如是靜電使元器件輕微受損,在正常測試下不易發現,并會因過多層的加工,直至已在使用時才出現,不但檢查不易,還要耗費很多人力及財力才能查出問題,而且造成的損失將可能巨大。

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