《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED靜電問題及解決方案
摘要: 靜電放電可能造成LED突發(fā)性失效或潛在性失效,。突發(fā)性失效造成LED的永久性失效:短路。潛在性失效則可使LED的性能參數(shù)劣化,,例如漏電流加大,,一般GaN基LED受到靜電損傷后所形成的隱患并無任何方法可治愈
關(guān)鍵詞: LED 靜電 ESD PN結(jié)
Abstract:
Key words :

  1、 靜電就是物體表面存在過?;虿蛔愕撵o電荷,,它是一種電能。

  靜電是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果,,靜電是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成的,。

  2、 靜電就是物體所帶相對靜止不動的電荷,。

  靜電的特點

  高電位:可達(dá)數(shù)萬至數(shù)十萬伏,,操作時常達(dá)數(shù)百和數(shù)千伏。 低電量:靜電流多為微安級(mA),。 作用時間短:微秒級 ,。 受環(huán)境影響大:特別是濕度,濕度上升,、靜電下降,。

  靜電的產(chǎn)生

  接觸、摩擦,、沖流,、壓電、溫差,、冷凍,、電解

  靜電的危害
 
  靜電放電(ESD) 引起發(fā)光二極管PN結(jié)的擊穿,是LED器件封裝和應(yīng)用組裝工業(yè)中靜電危害的主要方式,。靜電損傷具有如下特點:
 
  1,、隱蔽性:人體不能直接感知靜電,即使發(fā)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放電電壓為2-3KV。大多數(shù)情況都是通過測試或者實際應(yīng)用,,才能發(fā)現(xiàn)LED器件已受靜電損傷,。

  2、潛伏性:靜電放電可能造成LED突發(fā)性失效或潛在性失效,。突發(fā)性失效造成LED的永久性失效:短路,。潛在性失效則可使LED的性能參數(shù)劣化,,例如漏電流加大,一般GaN基LED受到靜電損傷后所形成的隱患并無任何方法可治愈,。


 
  3,、復(fù)雜性:在靜電放電的情況下,起放電電源是空間電荷,,因而它所儲存的能量是有限的,,不像外加電源那樣具有持續(xù)放電的能力,故它僅能提供短暫發(fā)生的局部擊穿能量,。雖然靜電放電的能量較小, 但其放電波形很復(fù)雜,,控制起來也比較麻煩。另外,,LED極為精細(xì),,失效分析難度大,使人容易誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效,,在對靜電放電損害未充分認(rèn)識之前,,常常歸咎于早期失效或情況不明的失效,從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因,。
 
  4,、嚴(yán)重性:ESD潛在性失效只引起部分參數(shù)劣變,如果不超過合格范圍,,就意味著被損傷的LED可能毫無察覺地通過最后測試,,導(dǎo)致出現(xiàn)過早期失效,這對各層次的制造商來說,,其結(jié)果是最損聲譽的,。 ESD以極高的強度很迅速地發(fā)生,放電電流流經(jīng)LED的PN結(jié)時,,產(chǎn)生的焦耳熱使芯片PN兩極之間局部介質(zhì)熔融,,造成PN結(jié)短路或漏電。

  防靜電區(qū)設(shè)計原則 抑制靜電荷的積累和靜電壓的產(chǎn)生,。如設(shè)備,、儀器、工裝不使用塑料,、有機玻璃,、普通塑料袋。

  1. 安全,、迅速 ,,有效地消除已產(chǎn)生的靜電荷 ,使用有繩防靜電腕防靜電椅 ,、車,、箱。

  2. 地面 防靜電地面,,(防靜電水磨石,,防靜電地板)105~1010,敷設(shè)地線網(wǎng),。

  3. 工位 臺面,、工作椅、凳面應(yīng)采用ESD保護(hù)材料,。

  4. 人體 穿防靜電服,、鞋、腕等(1M),。

  5. 接地

  a,、防靜電工作區(qū)必須有安全可靠的防靜電接地裝置,地電阻小于4,。防靜電地線不得與電源零線相接,,不得與防雷地線共用,使用三相五線制的供電時,,其地線可以作防靜電地線,。

  b、工作臺面,、地板墊,、坐椅、凳和其它導(dǎo)靜電的ESD保護(hù)措施均應(yīng)通過限流電阻接到地線,,腕帶等應(yīng)通過工作臺頂面接地點與地線連接,,工作臺不可相互串聯(lián)接地。

  c,、防靜電工作區(qū)接地系統(tǒng),,包括限流電阻和連接端子應(yīng)連接可靠并具有一定載流能力,限流電阻阻值選擇應(yīng)保證漏泄電流不超過5mA,,下限值取為1M Ω,。

  6. 濕度 小于60%時,須建防靜電操作系統(tǒng),。

  7. 電離器 不能有效地泄放靜電荷的場合,,可采用電離器通過空氣中的正負(fù)離子來防止和中和元器件和其它物體上電荷 積累,電離能力大于250V/s,。

  8. 增濕 增濕器可使潮濕空氣流,,防止靜電荷積累,此法不適,;增濕后產(chǎn)生有害影響的場地,。

  9. 包裝 靜電敏感器件應(yīng)采取保護(hù)性包裝,; 靜電敏感器件包裝器具必須采用防靜存放盒,防靜電塑料袋,。

  10. 運輸,、貯存 SSD必須放在防靜電容器(箱、袋)內(nèi),,并用防靜電運輸工具(車),。 庫房滿足防靜電操作系統(tǒng)要求,SSD須放防靜電容器內(nèi),,貯運中要遠(yuǎn)離靜電,, 電磁場或放射場的位置。

  11,、SSD元器件應(yīng)分類拿放,,靜電敏感符號 符號符合GJB1649規(guī)定。 E,、防靜電材料的度測方法與時效性 1,、摩擦起電法:棉布120次/分 20次。 2,、電阻率測量法,,小于1010W為好。 3,、衰減常數(shù) RC 紅色塑料袋與紅色泡沫時效期半年,,不能在陽光下曬,黑色防靜電箱5年,,裝IC塑料管,、也有時效性。 F,、生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)場存在的問題

  LED組裝靜靜電防護(hù)最低要求

  1. 環(huán)境

  空氣濕度的控制,,小于60%時,須加強防靜電操作系統(tǒng),。

  工作臺面防靜電桌布良好接地,,定期檢查有效性。

  2. 機臺,、設(shè)備,、工具

  機臺、設(shè)備,、工具良好接地線,。(不可與人體靜電地線共用,防止機臺,、設(shè)備,、工具漏電電擊人員)

  3. 人體

  人體配有繩防靜電腕,,良好接地,每天定期測試有效性能,。
 
  檢查靜電腕與人體皮膚良好接觸,,接地端與地線良好接觸。

  4. 其它

  除了測試儀接地外,,還要了解測試儀的測試線路,特別是恒流測試的電源開路電壓不能過高,,以免LED受到負(fù)反饋脈沖電壓的沖擊而失效

  5. 避免和減少材料堆積及磨擦
 

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