Fyra skäl till varför elektroniska produkter kräver elektrostatiskt skydd
Eftersom olika typer av elektroniska produkter snabbt integreras i industriell produktion och det dagliga livet, har designers i mitt land - av olika anledningar - ofta prioriterat funktionalitet och prestanda, samtidigt som de ägnar mindre uppmärksamhet åt ergonomi och ännu mindre åt produktskydd. I verkligheten är dock skyddet av elektroniska produkter av stor betydelse och ger betydande ekonomiska fördelar. Eftersom ett sådant skydd involverar ett brett spektrum av områden och en komplex uppsättning faktorer, beskriver den här artikeln varför elektroniska produkter kräver elektrostatiskt skydd, med fokus på fyra nyckelaspekter:
För det första, komplexiteten hos material och artiklar som är involverade i produktionsprocessen: Tillverkningen av elektroniska produkter – från tillverkning av enskilda komponenter till slutmontering, och till efterföljande användning och underhåll – använder en mängd olika material, inklusive halvledare, metaller, olika förpackningsmaterial, kretskortssubstrat, enhetshöljen och baser. Dessutom introducerar produktionsutrustning, verktyg, driftsmiljöer och förpackningsbehållare ett ännu större antal föremål och material som kan komma i kontakt med elektroniska komponenter. Processer som kontakt och separation av material, friktion och induktion kan alla generera statisk elektricitet. Dessutom är många av dessa föremål sammansatta av polymera isoleringsmaterial, som lätt genererar statisk elektricitet och är svåra att ladda ur. Dessa faktorer ökar oundvikligen risken för elektrostatiska skador på elektroniska produkter och försvårar implementeringen av skyddsåtgärder.
För det andra, flerstegskaraktären av elektronisk produkttillverkning, där ett förfallotid när som helst kan leda till att det elektrostatiska skyddet misslyckas: Tillverkningsprocessen, som sträcker sig från halvledarmaterial till slutmontering-involverar många steg, såsom halvledartillverkning, wafer-bearbetning, formfästning, fixering, ytmontering, förpackning av kretskort, ytmontering, förpackning av kretskort. insättning, slutmontering och testning. Dessa steg omfattar hundratals individuella processer från olika tillverkare; statisk elektricitet som genereras vid en enskild punkt kan skada komponenterna. Ett fel i det elektrostatiska skyddet i något skede kan äventyra slutprodukten. Följaktligen är ett systematiskt, heltäckande tillvägagångssätt för att kontrollera statisk elektricitet en kritisk egenskap för elektrostatiskt skydd inom elektronikindustrin.
För det tredje ökar den mänskliga faktorn i produktionen svårigheten med elektrostatiskt skydd: Även om modern tillverkning av elektroniska produkter har nått höga nivåer av automatisering, förblir mänskligt engagemang oumbärligt under hela produktionsprocessen. Mänsklig aktivitet är mycket mer komplex än den för maskiner eller robotar, och hur människor hanterar komponenter är betydligt mer komplicerat; följaktligen är skydd mot elektrostatisk urladdning (ESD) från människokroppen mycket mer komplicerat än att skydda mot det från utrustning eller den omgivande miljön. Dessutom, eftersom människor är de primära agenterna i produktionsprocessen, avgör deras medvetenhet om ESD-risker och deras skicklighet i att implementera skyddsåtgärder i slutändan effektiviteten av alla ESD-kontrollstrategier. Dessa faktorer ökar ytterligare svårigheten med ESD-skydd.
För det fjärde blir komponenterna allt känsligare, med allt strängare krav. Den elektroniska teknikens framsteg kännetecknas av högre nivåer av integration och antagandet av nya halvledarmaterial; Men en större integration resulterar ofta i en minskad kapacitet för komponenter att motstå elektrostatiskt genombrott. Idag har minimistorleken (linjebredd) för integrerade kretsar krympt till 45 nm. Baserat på en teoretisk genombrottsstyrka på 10 MV/cm, översätts detta till en genomslagsspänning på endast 45 Va, vilket kan vara bara en tjugondel av den elektrostatiska spänningen som genereras helt enkelt genom att böja sig för att plocka upp ett papper. Inom andra sektorer, såsom tillverkning av hårddiskar, har ESD-kontrollkraven blivit ännu strängare, med tröskelvärden som sjunker under 5 V. Sådan utveckling innebär oundvikligen nya utmaningar för ESD-skydd.