靜電破壞(ESD破壞)
IC(積體電路)等電子零件即使是微弱的電流通過也會導致電路異常。而靜電放電也不例外,電子零件因靜電而受到破壞的現象稱為「靜電破壞」。
此處我們將瞭解靜電破壞的原因以及如何採取對策。
靜電破壞的原因
靜電破壞並非單純因帶電的因素而產生的現象。
而是因帶電的靜電放電後,會有比平常更多的電流通過電路,此情況下產生的熱會破壞電子零件。
換言之,不產生放電就不會發生靜電破壞。因此只要形成不會放電的狀態即可避免靜電破壞發生。
放電是否有電壓差異(電位差)有關呢?例如,如下圖所示,在人體為10 kV、汽車為0 V的狀態下,一旦手碰觸車門就會產生放電。當兩者之間有電壓差(電位差)時,電壓高的一方會往低的一方放電。這是因為兩邊為了取得電位平衡,使電流從電壓高的一方流向電壓低的一方。
因此,若能消除電子零件與其接觸的物體之間的電壓差(電位差),即可形成一個不放電的狀態。
靜電破壞的對策
靜電破壞對策的重點主要有下列三項:
- 避免產生靜電(在設計上採取對策)
- 消除靜電(接地、靜電消除器等)
- 避免放電(鋪設導電地墊等)
在各產業中一般採取的靜電管理標準如下:
- 半導體產業: ±100 V以下(耐受性視元件而異)
- 液晶產業: ±100 V以下
- MR磁頭: ±10 V以下
- GMR磁頭: ±5 V以下
具體對策有接地、導電化、靜電消除器等。無法進行接地時,使用靜電消除器是十分便利的對策。
針對不同原因的對策範例
靜電破壞所導致的電子零件損壞的方式有幾種模型。因此只要理解問題的原理就能得知該如何採取對策。
人體模型 / 人體放電模型 (HBM):人體對電子零件放電
- A:元件
- B:電流
帶有靜電的人接觸到電子零件而產生放電,導致零件損壞的模型。此情況下可使用防靜電腕帶等來消除人體的靜電,即可防止零件受到破壞。
機器模型 / 機器放電模型 (MM):機器對電子零件放電
- A:機器
- B:元件
- C:電流
帶有靜電的機器對電子零件產生放電,導致零件損壞的模型。只要機器有實施接地即可避免此狀況發生。
充電器件模型 / 元件帶電模型 (CDM):電子零件本身帶電導致損壞
- A:元件
- B:電流
這是電子零件本身帶電並對某處放電而導致損壞的模型。由於必須消除零件本身的靜電,因此使用靜電消除器可有效去除靜電。