什么是缓解CDM损伤的最好方式?为什么?

当前CDM防控方法围绕:

      1) 电离方法

      2) 静电耗散材料(由于设备测试中的泄漏问题被限制使用)

      在工厂中,使用空气离子发生器缓解和控制CDM或FICDM(场感应CDM)的损害已经实践了很长一段时间。然而,空气离子发生器的性能仍存在许多缺陷和不足,未能得到技术性解决,这使在世界各地的工厂顺利实施成为了一个具有挑战性的任务。

      最关键的问题之一是它们无力降低在摩擦起电过程中的即时(原位)峰值电压。在现实中,相对于相对湿度控制的静电消除器,所有商业空气离子发生器作为对静电场感应装置(CDM或FICDM)提供有效解决办法的CDM缓解工具来说是失败的。空气离子发生器的发起人肯定会有不同的意见,但实际测试数据(公开在文中)支持了这一技术。

      出人意料的是,据发现,水——大自然最丰富的天然资源之一,能提供缓解CDM损伤的先进的和令人兴奋的解决方案。

      从水所产生的湿气具有其能力,可以帮助降低尤其是在高等级的相对湿度条件下的PCBA的各种组件的电阻。此研究结果公布在2012年(新加坡)和2014年(德国)的ESD研讨会的论文中

图示1:常规静电消除器和新型相对湿度静电消除器的工作机制差异

更重要的是,它在技术上证明,在高湿度环境中的湿气能有效地削减ESD敏感器件的摩擦起电电压。此项发现揭示了在实际生产过程中对CDM损伤的更深入理解和对抗。研究结果于2015年6月在韩国举行的ESD亚洲研讨会论文中披露。湿气以自然的方式提供表面润滑,减少摩擦充电过程中产生的静电电荷。

      一个通过比较相对湿度静电消除器和空气离子发生器的电压大小的摩擦七点评估测试,使用BGA芯片(1“×1”)作为测试参考。该测试在不同的相对湿度下使用静电电压表(TREK品牌)读取:一笔画摩擦动作(摩擦起电)的电压值,结果列于下表:

 

Relative Humidity (RH) : 42%

Table 1: 不同的相对湿度下相对湿度静电消除器与空气离子发生器的CDM电压对比

测试获得的数据清楚地表明一个惊人的摩擦起电电压大小差异。空气离子发生器测得的电压值高于相对湿度静电消除器很多。测试结果对ESD的风险评估极其重要和非常有价值的,因为CDM损伤是世界各地静电敏感器件制造商面临的最大威胁!

      研究结果得出,相对湿度静电消除器是一个非常有效的静电缓解工具,其原位摩擦起电还原能力比空气离子发生器的好很多倍。它提供了一个比空气离子发生器更有效的解决静电场感应设备(CDM或FICDM)损伤的办法。

      有趣的是,在使用这种纯天然环保绿色的静电荷缓解技术不仅消除了对健康有危害的臭氧排放(电晕期间空气电离作用释放),而且进一步减少CDM在传统电离作用系统中5千伏电离作用的损伤风险。

      除了湿空气的独特特点突出,这种静电荷减排技术的应用简单,易于理解。它不需要像理解离子发生器的技术应用知识那样才有效。其简单的静电缓解系统可以很容易地在一个典型的大规模生产环境中服从所有的工程师和技术人员。

      不像由离子发生器产生的高挥发性空气离子,水蒸汽(湿空气)在室温下在本质上是非常稳定的。它的成本低,相对容易生产。它可以通过管道系统的运输或以可控的方式对有针对性的地点或区域进行递送。

对缓解CDM或FICDM损伤来说,湿空气(高湿度)的可移植性和可扩展性的性质是非常独特和宝贵的财富。它在技术上是优越且具有商业吸引力的。它的设计创新和灵活性在大规模静电缓解应用上是无限的,气流设计配置所示如下:

图示3:相对湿度静电消除器的各种配置及喷嘴设计

  相比之下,当前的商业电离系统缺乏这样的便携性和可扩展性的特点。那么,它也就不具备作为大型电子制造业活动理想的CDM防控办法的商业优势。

  总之,相对湿度控制的静电缓解技术对CDM损伤预防更容易理解,更低的构建成本(模块化概念), 能简单掌控。这使它容易在全世界不论工厂大小、生产工艺复杂与否的对ESD敏感的环境中得到大规模实施。