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第八章 LED封装的防静电知识

一旦企业掌握了LED的抗静电水平就几乎等于掌握了LED的可靠性。LED的抗静电指标的好坏,不仅意味着能适用于各类电子产品和环境,还可以作为LED各项可靠性的综合体现,要提高LED的抗静电,对LED芯片制造商和封装商而言,抗静电指标是一项最重要的质量指标。

 

一、静电基础知识

1、静电基本概念

1)静电(ESD)的定义

静电—物体表面过剩或不足的静止的电荷;

Electro Static Discharge(简写ESD)是英文“静电放电”的意思,近年来对静电放电的电磁场效应,如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题,原来越重视。

2)静电的种类和相关介绍

a.静电的分类:静电一般分为人体静电、设备静电、环境静电;

b.静电对电子产品存在的危害及特点:隐蔽性、潜在性、随机性、复杂性;

c.可能产生静电危害的制造过程:

◆元器件制造过程;

◆印刷电路板生产过程;

◆设备制造过程;

◆设备使用过程;

◆设备维修过程

2、静电产生原因

1)物质结构:电子受外力而脱离轨道,这个外力包括各种能量,如动能、位能、热能、化学能等,在日常生活中,任何不同物质的物体接触后再分离,即可产生静电。

2)产生静电的物质内部特征:

a.由于不同物质使电子脱离原来的物体表面所需要的逸出功有所区别,因此,当它们两者紧密接触时,在接触面上就发生电子转移。逸出功小的物质失去电子而带正电荷,逸出功大的物质增加电子而带负电荷。各种物质逸出功的不同是产生静电的基础。

b.静电的产生于物质的导电性能有很大关系,它们用电阻率来表示。电阻率越小,则导电性能越好,根据大量实验得出的结论:电阻率为1012Ω.cm的物质最容易产生静电,而大于1016Ω.cm或小于109Ω.cm的物质都不容易产生静电,因此,电阻率是静电能否积聚的条件。

c.物质的介电常数是决定静电电容的主要因素,它与物质的电阻率一起影响着静电产生的结果。

3)产生静电的外部条件作用:摩擦起电、附着带电、感应起电、极化起电。还有热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

3、人体所产生的静电:人体活动时可产生静电,而且人体不同部位相对于大地的电位是不一样的,最高电位和最低电位可以相差5倍以上。另外人体不同器官对静电的敏感程度相差很大。

4、工作场所产生的静电

1)胶轮车行驶过程中产生的静电;

2)移动绝缘部件过程中产生的静电;

3)半导体器件包装产生的静电;

4)干燥环境条件下指套摩擦起电

5)带有静电基板与连接器件的火花放电。

 

二、静电的检测方法与标准

1、静电检测的主要参数

1)电荷量:表示静电电荷量的多少用电量(Q)表示,其单位是库仑(C),由于库仑的单位太大通常用微库或纳库。

2)静电电压:由于在很多场合测量静电电位较容易,所以静电电位是一个常用的静电参数,其单位为伏,但由于静电电位通常很高,因此常用一个较大的单位:千伏(kV)。

2、静电的检测方法

1)非接触点界计(表面电位仪);

2)电界计的特点;

3)电界计测定距离和被测面的面积关系;

4)静电放电图示;

5)作业人员带电电压的测定;

6)静电电压表。

 

三、如何做好防静电措施

1、静电控制系统:

防静电控制系统一般包括储藏柜、PVC储藏架、静电测试设备、弹簧圈式活页夹、周转箱、保护袋、电阻表、手腕带测试器、脚垫测试器、搬运箱、防静电工作服、手套、椅子、护腕、手指套、防静电台垫、清洁剂、线圈、接地连线插头、连地线、工具附件、防静电地垫、防静电台垫、金字塔形防静电台垫、无尘防静电台垫、菱形防静电台垫等等。

2、人体静电的控制

1)要降低人体静电,最有效的措施是让人体与大地相“连接”即“接地”。

2)人要穿上防静电衣、防静电鞋、带上静电手环;

3)保持人体与大地相连;

4)因人穿的袜子和鞋垫也能导电,故还可在机房或厂房的入口放置“人体综合电阻检测仪”;

3、针对LED控制静电的方法:

1)所有机器必须接好地线;

2)流水线会造成塑料类产生摩擦的部位都须去除,或采用静电消除器消除摩擦部件静电;

3)盛放蓝光、翠绿光LED材料盘子须用不锈钢盘,放材料的桌子要接地良好;

4)传送带和工作台表面的静电要能自动排除;

5)缩短焊接时间采用特殊焊接方式作业;

6)剪脚时注意,剪刀不要同时剪两根脚,要先剪一边后再剪另一边,且剪刀不能接触另一根脚;

7)胶质产品严禁摩擦,以防产生静电,且上线前须用离子风扇消除胶壳表面的静电;

8)测试材料电性的测试机须定期检测地线是否接地良好,测试电性能是否稳定;

9)电路设计应避免回流所产生的电荷对LED产生冲击;

10)检测有无漏电现象发生(5V反向电压下,电流小于50uA为正常,大于为反向漏电)

11)LED的焊接温度在260度以内,时间不超过5秒,焊接点与胶体下缘距离在4mm以上。

4、防静电标准工作台和工作椅。

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