靜電放電(ESD, electrostatic discharge)是電子工業(yè)濟(jì)花代價的損壞原因之一，影響生產(chǎn)合格率、制造成本、產(chǎn)品品質(zhì)與可靠性、和公司的可獲利潤。按照ESD協(xié)會，專家們估計對電子工業(yè)的ESD損壞的實際成本達(dá)到每年數(shù)十億美元。其它有人估計，由于ESD的產(chǎn)品損失范圍在8%~33%。
靜電放電(ESD,electrostaticdischarge)是電子工業(yè)濟(jì)花代價的損壞原因之一，影響生產(chǎn)合格率、制造成本、產(chǎn)品品質(zhì)與可靠性、和公司的可獲利潤。按照ESD協(xié)會，專家們估計對電子工業(yè)的ESD損壞的實際成本達(dá)到每年數(shù)十億美元。其它有人估計，由于ESD的產(chǎn)品損失范圍在8%~33%。
許多工業(yè)專業(yè)人士知道ESD的來源和用于控制它的標(biāo)準(zhǔn)方法?？墒?，一個鮮為人知的潛在來源是標(biāo)準(zhǔn)PCB和元件的標(biāo)簽，這些標(biāo)簽使制造者能夠跟蹤工作過程(WIP,workinprocess)，和提供對生產(chǎn)、修理與保證信息的長期記錄。
ESD損害的評估
為了減少ESD損害的潛在可能性，電子制造商和裝配制造商都必須定義和堅持一個特殊級別的靜電控制。ESD控制級別可通過調(diào)查在裝配工藝過程中的元件和了解其靜電的敏感性來決定。一個ESD控制級別的建立可通過指出過程中濟(jì)ESD敏感的元件，然后將環(huán)境來適合該級別的可靠性。當(dāng)不知道濟(jì)敏感元件的級別時，制造商應(yīng)該堅持EIA-625標(biāo)準(zhǔn)，它將ESD保護(hù)的工作站定義為“可靠區(qū)”，或者不包含可能產(chǎn)生高于200伏的放電來源。一旦定義了極限水平，那么裝配制造商可以檢查由于標(biāo)簽使用造成損害的潛在來源。當(dāng)觀察到標(biāo)簽產(chǎn)生高于所定義的極限水平的電壓時，ESD損害可能發(fā)生。
標(biāo)簽怎樣可能引起ESD失效
雖然標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽可能是一個放電來源，但靜電耗散性(staticdissipative)標(biāo)簽大大地減少ESD的可能性。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽與靜電耗散型標(biāo)簽的區(qū)別是它們保留在表面的電荷數(shù)量。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽由絕緣材料層所組成，當(dāng)從釋放襯墊(releaseliner)上取下時，可產(chǎn)生和保持?jǐn)?shù)百甚至數(shù)千伏的電壓。另一方面，靜電耗散型標(biāo)簽改進(jìn)為允許電荷從標(biāo)簽向地耗散。結(jié)果，靜電耗散性標(biāo)簽保持比標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽低得多的電壓，將保留的電壓減少到一個對大多數(shù)電子元件都可靠的水平(表一)。
表一、標(biāo)簽從紙質(zhì)與薄膜襯底上撕下的電壓(測試條件：22°C、66%RH)
樣品 | 標(biāo)簽電壓 | 襯底電壓 |
標(biāo)準(zhǔn)聚酰胺(尼龍)標(biāo)簽在紙質(zhì)襯底上 | -313 伏 | - 10 伏 |
標(biāo)準(zhǔn)聚酰胺(尼龍)標(biāo)簽在薄膜襯底上 | -248 伏 | 310 伏 |
靜電耗散型聚酰胺(尼龍)標(biāo)簽在紙質(zhì)襯底上 | -2 伏 | -4 伏 |
靜電耗散型聚酰胺(尼龍)標(biāo)簽薄膜質(zhì)襯底上 | 1 伏 | -144 伏 |
標(biāo)簽尺寸：1.50"(38.1mm) x 0.25"(6.35mm)
一個常見的錯誤概念是認(rèn)為，利用一個接地的人來貼標(biāo)簽將減少由標(biāo)簽引起的ESD失效機(jī)會?？墒牵瑯?biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽含有絕緣材料，它會引起電荷保留在標(biāo)簽上，提供接地路徑是無效的。當(dāng)使用靜電耗散型標(biāo)簽時，這個概念仍然保持正確。雖然會看到重大的改善，但是如果使用標(biāo)簽的人不接地或者如果使用有塑料涂層或其它非導(dǎo)電性工具來處理標(biāo)簽，靜電耗散性標(biāo)簽將不會濟(jì)好地發(fā)揮性能。
靜電耗散型標(biāo)簽的替代品
靜電耗散性標(biāo)簽的主要替代品具有幾個與其有關(guān)的優(yōu)點與缺點。制造商可能考慮的一個選擇是空氣離子發(fā)生器的使用。空氣離子發(fā)生器是帶電空氣分子(離子)的來源。離子發(fā)生器可用來減少由電子裝配環(huán)境所產(chǎn)生的靜電壓，達(dá)到一個滿足EIA-625標(biāo)準(zhǔn)要求的水平。
當(dāng)使用離子發(fā)生器時考慮幾個問題。為了有效工作，必須適當(dāng)放置和利用，對放電源吹出離子。離子發(fā)生器代表固定資產(chǎn)投資，在許多的工作站可能需要許多臺來控制危險電壓。離子發(fā)生器也應(yīng)該包括在一個行進(jìn)的ESD審查程序中，定期地確認(rèn)適當(dāng)性能。對高敏感性元件，離子發(fā)生器和靜電耗散性標(biāo)簽可以結(jié)合使用，對ESD損害的雙重保護(hù)。
弟二個靜電耗散性標(biāo)簽的替代是自動貼標(biāo)簽。一項研究表明當(dāng)自動從釋放襯底上取下時比手工取下時標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽產(chǎn)生較低的電壓。自動貼標(biāo)簽還節(jié)省審查時間、改進(jìn)標(biāo)簽貼放靜度、和減少對電子產(chǎn)品德手工操作?？墒?，機(jī)器的成本對高混合、低產(chǎn)量的公司可能是不合適的，這種公司可能找不到自動設(shè)備可以足夠靈活以滿足其全部的貼標(biāo)簽需要。
濟(jì)后一個替代是標(biāo)準(zhǔn)紙標(biāo)簽，它代表靜電耗散性標(biāo)簽的一個分類。雖然通常不把它看成靜電耗散型標(biāo)簽，但標(biāo)準(zhǔn)紙標(biāo)簽在典型的室內(nèi)濕度水平具有耗散特性，產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)膠片標(biāo)簽較小的電壓。產(chǎn)生的電壓決定于環(huán)境的濕度水平；低至中等電壓的產(chǎn)生通常是在50%的相對濕度(RH)的典型的室內(nèi)濕度水平上觀察到的?？墒?，標(biāo)準(zhǔn)紙標(biāo)簽傾向于在低濕度水平(小于30%RH)上保持電荷。標(biāo)準(zhǔn)紙標(biāo)簽將經(jīng)受不住高溫和摩擦的環(huán)境，因此，它們通常不是實施WIP跟蹤的裝配制造商的一個選擇。
