摩擦起電是用摩擦的方法使兩個不同物體產生帶電的現象。絕緣體摩擦的時候會產生較高的靜電電壓。相反,導體摩擦產生的離子很容易中和,難以聚集產生靜電。人體與化纖衣服摩擦,人體帶上正電荷,根據電荷聚集規律,人體電荷向手指尖處聚集,靜態電壓幾千伏;人體與塑料、陶瓷、橡膠等物體摩擦,材料一般帶負電荷,靜電電壓可高達幾萬伏。晶振在封裝、傳遞、試驗、測試、運輸及存貯過程中,殼體與其它絕緣材料相互磨擦,可能會使殼體帶電,存貯電荷。
1. 靜電放電以及危害性
無論是正負靜電,當帶靜電物體接觸零電位物體(接地物體)或與其有電位差的物體時都會發生電荷轉移,出現放電現象。如果的靜電電壓通過半導體放電,PN結承擔大部分電壓,可能PN結被擊穿,電壓轉移到電路中所有電阻分擔,哪里的電阻大,電壓就在哪里集中,也會產生瞬間高電流,很容易破壞IC。
因此,靜電放電很容易使帶IC的晶體振蕩器受損不能正常工作,如果靜電電壓過高,晶體諧振器的電極、導電膠、晶片都有可能遭到破壞失效,也可能造成帶傷工作造成隱患。并且靜電損傷難以與其他原因造成的損傷加以區別,掩蓋了失效的真正原因。
2. 如何有效防靜電
常見防護手段:工藝控制,接地,增加濕度,使用防靜電器具。執行ESD20.20、IEC 61340、SJT 10694、MT 520等國際國內行業標準能夠有效防范靜電危害。
-- 接地
的措施是讓手經常性直接觸摸放電器具放電,或者通過配帶防靜電有繩手腕帶隨時放電。
--隔離
在儲存或運輸過程中使用防靜電包裝,與帶電物體或帶電靜電場中隔離出來,阻止靜電釋放損傷發生。
3. 靜電放電的三種模式
--Human Body Model (HBM)
由于人體會與各種物體間發生接觸和磨擦易帶靜電,當與晶振接觸時,容易對晶振造成靜電損傷,大部分晶振靜電損傷是由人體靜電造成的。通過人體靜電放電模型測試,石英晶振靜電電壓耐受大于2000V。放電途徑:人體 → 晶振 → 地
--Charged-Device Model (CDM)
晶振裝配、傳遞、試驗、測試、運輸和儲存的過程中由于殼體與其它材料磨擦,殼體會帶靜電,帶靜電的殼體接地時,將通過芯體和引出腿對地放電。放電途徑:晶振 → 地
--Machine Model (MM)
機器因為摩擦或感應也會帶靜電,帶電機器通過晶振放電也會對晶振造成損傷,通過帶靜電機器的放電模型測試,工作中的晶振耐受靜電放電電壓大于200V。放電途徑:機器 → 晶振 → 地
4. 三種模式的對比
HBM隨機性強,而MM和CDM一般都在固定位置發生且容易反復出現,同時由于放電模式的特殊性,且防靜電電路設計具有一定局限性,通常器件本身防CDM放電的能力較弱,是特別需要關注的對象。最初晶振ESD損傷主要采用了HBM進行分析,隨著電子技術發展MM和CDM類型的靜電放電對器件的危害越來越受到重視。