ESD对PCBA加工的危害

ESD也就是我们常说的静电放电，在PCBA加工中，摩擦起电和人体带电常有发生，PCBA产品在生产、包装运输及装联成整机的加工、调试、检测的过程中，难免受到外界或自身的接触摩擦而形成很高的表面电位。在PCBA加工中如果操作者不采取静电防护措施，人体静电电位可高达1.5~3kV因此无论摩擦起电还是人体静电，均会对静电敏感电子器件造成损坏。根据静电的力学和放电效应，其静电损坏大体上分为两类，这就是由静电引起的尘埃的吸附，以及由静电放电引起的敏感元器件的击穿。

1.静电吸附：

在半导体和半导体器件制造过程广泛采用SiO2及高分子物质的材料，由于它们的高绝缘性，在生产过程中易积聚很高的静电，并易吸附空气中的带电微粒，导致半导体介面击穿、失效。为了防止危害，半导体和半导体器件的制造必须在洁净室内进行。同时，洁净室的墙壁、天花板、地板和操作人员及一切工具、器具均应采取防静电措施。

2.静电击穿和软击穿：

超大规模集成电路集成度高，输入阻抗高，这类器件受静电的损害越来越明显。特别是金属氧化物半导体（MOS）器件，受静电击穿的概率更高。

现以MOS场效应晶体管（MOSFET）为例予以说明:在PCBA代工代料中MOS场效应管的铝栅覆盖在SiO2膜上，并盖住整个沟道，由于硅氧化膜绝缘性能好，使器件的输入阻抗高达1012Ω以上，当铝栅上出现静电荷时，SiO2薄膜的高阻抗使其无从泄漏，于是就积聚在铝栅上。此时铝栅和SiO2膜以及半导体沟道三者相当于一个平板电容器，且SiO2膜的厚度仅有103A，其耐压值仅为80~100V，而场效应管输入电容值只有3pF，即使是微量的电荷也会使电压升高，当电压超过100V时，会导致SiO2膜被击穿，致使栅沟相通，器件受损。电压击穿时，往往是SiO2膜的个别点上在某一过电压下出现网点击穿，以后只要在较低的电压下，即出现大片区域的雪崩式击穿，造成永久性失效。有时高压静电会直接将芯片内引线损坏，使IC永久性失效。

静电放电对静电敏感器件的损害主要表现为：

硬击穿，一次性造成整个器件的失效和损坏。

软击穿，造成器件的局部损伤，降低了器件的技术性能，而留下不易被人们发现的隐患，以致PCBA不能正常工作。软击穿带来的危害有时比硬击穿更危险，软击穿初期器件性能稍有下降，在使用过程中，随着时间的推移，发展为元器件的永久性失效，并导致设备受损。

静电导致器件失效的机理大致有下面两个原因:因静电电压而造成的损害，主要有介质击穿、表面击穿和气弧放电；因静电功率而造成的损害，主要有热二次击穿、体积击穿和金属喷镀熔融。

在PCBA加工中，人们又常把对静电反应敏感的电子器件称为静电敏感器件（Static Sensitive Device，SSD）。这类电子器件主要是指超大规模集成电路，特别是金属氧化膜半导体（MOS）器件。

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