1 静电的特点及危害
静电放电(ESD) 引起发光二极管PN结的击穿,是LED器件封装和应用组装工业中静电危害的主要方式。静电损伤具有如下特点:
(1)隐蔽性
人体不能直接感知静电,即使发生静电放电,人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。大多数情况都是通过测试或者实际应用,才能发现LED器件已受静电损伤。
(2)潜伏性
静电放电可能造成LED突发性失效或潜在性失效。突发性失效造成LED的永久性失效:短路。潜在性失效则可使LED的性能参数劣化,例如漏电流加大,一般GaN基LED受到静电损伤后所形成的隐患并无任何方法可治愈。
(3)复杂性
在静电放电的情况下,起放电电源是空间电荷,因而它所储存的能量是有限的,不像外加电源那样具有持续放电的能力,故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂,控制起来也比较麻烦。另外,LED极为精细,失效分析难度大,使人容易误把静电损伤失效当作其它失效,在对静电放电损害未充分认识之前,常常归咎于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。
(4)严重性
ESD潜在性失效只引起部分参数劣变,如果不超过合格范围,就意味着被损伤的LED可能毫无察觉地通过最后测试,导致出现过早期失效,这对各层次的制造商来说,其结果是最损声誉的。 ESD以极高的强度很迅速地发生,放电电流流经LED的PN结时,产生的焦耳热使芯片PN两极之间局部介质熔融,造成PN结短路或漏电。
2 防静电区设计原则
抑制静电荷的积累和静电压的产生。如设备、仪器、工装不使用塑料、有机玻璃、普通塑料袋。
(1) 安全、迅速 ,有效地消除已产生的静电荷 ,使用有绳防静电腕防静电椅 、车、箱。
(2) 地面 防静电地面,(防静电水磨石,防静电地板)105~1010,敷设地线网。
(3) 工位 台面、工作椅、凳面应采用ESD保护材料。
(4) 人体 穿防静电服、鞋、腕等(1M)。
(5) 接地
a、防静电工作区必须有安全可靠的防静电接地装置,地电阻小于4。防静电地线不得与电源零线相接,不得与防雷地线共用,使用三相五线制的供电时,其地线可以作防静电地线
b、工作台面、地板垫、坐椅、凳和其它导静电的ESD保护措施均应通过限流电阻接到地线,腕带等应通过工作台顶面接地点与地线连接,工作台不可相互串联接地。
c、防静电工作区接地系统,包括限流电阻和连接端子应连接可靠并具有一定载流能力,限流电阻阻值选择应保证漏泄电流不超过5mA,下限值取为1M Ω。