LED防靜電常識
一． 什么是靜電
物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負(fù)電的電子和帶正電
荷的質(zhì)子組成。在正常狀況下，一個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負(fù)平衡，
所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是電子環(huán)繞于原子核周圍，一經(jīng)外力即脫離軌
道，離開原來的原子兒而侵入其他的原子B，A原子因缺少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)
象，稱為陽離子、B原子因增加電子數(shù)而呈帶負(fù)電現(xiàn)象，稱為陰離子。
造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各
種能量（如動能、位能、熱能、化學(xué)能……等）， 靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，
產(chǎn)生的方式很多，基本過程可歸納為：接觸 → 電荷 → 轉(zhuǎn)移 → 偶電層形成 →
電荷分離。設(shè)備或人體上的靜電zui高可達(dá)數(shù)萬伏以至數(shù)十萬伏，在正常操作條件
下也常達(dá)數(shù)百至數(shù)千伏。人體由于自身的動作及與其它物體的接觸-分離、磨擦
或感應(yīng)等因素，可以帶上幾千伏甚至上萬伏的靜電。靜電是正、負(fù)電荷在局部范
圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。它是一種電能，留存在物體表現(xiàn)，具有高電位、低電量、
小電流和作用時間短的特點(diǎn)。
當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移
到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。若在
分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物
體接觸后分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種
典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起
電。在我們的周圍環(huán)境甚至我們的身上都會帶有不同程度的靜電，當(dāng)靜電積累到
一定程度時就會發(fā)生放電。
二． 靜電損害的特點(diǎn)
（1）. 隱蔽性
人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能
有電擊的感覺,這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2－3 KV,所以靜電具有隱
蔽性。
（2）. 潛在性
有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給
器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。
（3）. 隨機(jī)性
電子元件甚么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個元件產(chǎn)生以后，
一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具
有隨機(jī)動性性。其損壞也具有隨機(jī)動性性。
（4）.復(fù)雜性
靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)
時、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。
即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人
誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認(rèn)識之前，常
常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。
所以靜電對電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。
三． 靜電對LED 的危害
LED 芯片為GaN 寬禁帶材料，電阻率較高，該類芯片在生產(chǎn)過程中因靜電產(chǎn)
生的感生電荷不易消失，累積到相當(dāng)?shù)某潭龋?/span>可以產(chǎn)生很高的靜電電壓。當(dāng)超過
材料的承受能力時，會發(fā)生擊穿現(xiàn)象并放電。藍(lán)寶石襯底的藍(lán)色芯片其正負(fù)電極
均位于芯片上面，間距很小；對于InGaN/AlGaN/GaN 雙異質(zhì)結(jié)，InGaN 有源層僅
幾十納米，對靜電的承受能力很小，極易被靜電擊穿，使器件失效。GaN 基LED
和傳統(tǒng)的LED相比，抗靜電能力差是其鮮明的缺點(diǎn)，靜電導(dǎo)致的失效問題已成為
影響產(chǎn)品合格率和使用推廣的一個非常棘手的問題。
四． LED 對靜電的防范措施
靜電控制的主要措施有：靜電的泄漏和耗散、靜電中和、靜電屏蔽與接地、
增濕等。
靜電放電引起的元器件擊穿損害是電子工業(yè)zui普遍、zui嚴(yán)重的靜電危害，它
分硬擊穿和軟擊穿。硬擊穿是一次性造成元器件介質(zhì)擊穿、燒毀或*性失效；
軟擊穿則是造成器件的性能劣化或參數(shù)指標(biāo)下降。
在LED 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，靜電的防范是否得當(dāng)，直接影響到產(chǎn)品的成品率、可
靠性和經(jīng)濟(jì)效益。靜電的防范措施有如下幾種：
① 對生產(chǎn)、使用場所從人體、臺、地、空間及產(chǎn)品傳輸、堆放等方面實(shí)施
防范，手段有防靜電服裝、手套、手環(huán)、鞋、墊、盒、離子風(fēng)扇、檢測
儀器等。
② 芯片上設(shè)計靜電保護(hù)線路。也可從襯底材料、外延結(jié)構(gòu)和芯片結(jié)構(gòu)上改
進(jìn)，在很大程度上解決防靜電擊穿的問題，例如用SiC 做襯底，使P 和
N 的兩個電極從兩個面引出，可以較大程度上解決這一問題，再如用
Flip-Chip，在LED PN 結(jié)兩端在硅片上制作兩個背對背穩(wěn)壓管箝位達(dá)到
保護(hù)LED PN結(jié)不受靜電威脅。
③ LED應(yīng)用上裝配靜電保護(hù)器件。
④ LED儲存運(yùn)輸過程中靜電防護(hù)。
⑤防靜電性能的檢測周期及注意事項(xiàng)。 防靜電臺墊、地板、工鞋、工衣、
周轉(zhuǎn)容器等應(yīng)至少每月檢測一次。防靜電手腕帶、風(fēng)槍、風(fēng)機(jī)、儀器等應(yīng)
每天檢測一次。檢測時，須考慮受檢場所的溫度、濕度等因素。
五． 靜電測量的主要參數(shù)
①電荷量
靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷。電荷是所有的有關(guān)靜電現(xiàn)象本質(zhì)方面的物理
量。電位、電場、電流等有關(guān)的量都是由于電荷的存在或電荷的移動而產(chǎn)生的
物理量。在科研院所、高等院校、檢測站和工礦企業(yè)等部門經(jīng)常需要測量物體
的電荷量或電荷密度。表示靜電電荷量的多少用電量Ｑ表示，其單位是庫侖Ｃ，
由于庫侖的單位太大通常用微庫或納庫。
1庫侖＝1000000微庫
1微庫＝1000000納庫
② 靜電電壓
由于在很多場合測量靜電電位較容易，另一個常用的靜電參數(shù)是靜電電
位，其單位為伏,但由于靜電電壓通常很高,因此常用一個較大的單位-千伏
（kV）
六．防靜電標(biāo)準(zhǔn)匯編
電子產(chǎn)品防靜電放電控制手冊 GJB/Z105-98
集成電路防靜電包裝管 SJ/T10147-91
防靜電工作區(qū)技術(shù)要求 GJB3007-97
電子產(chǎn)品制造防靜電系統(tǒng)測試方法 SJ/T10694-1996
電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱 GJB1649-93
電子設(shè)備制造防靜電技術(shù)要求 SJ/T10533-94
電子元器件制造防靜電技術(shù)要求 SJ/T10630-1995
可熱封柔韌性防靜電阻隔材料規(guī)范 GJB2605-1996
通信機(jī)房靜電防護(hù)手冊 YD/T754-95
電子計算機(jī)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范 SJ/T30003-93
電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范 GB50174-93
電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范 （條文說明）
防靜電標(biāo)準(zhǔn)匯編（二）
防靜電活動地板通用規(guī)范 SJ/T10796-2001
防靜電貼面板通用規(guī)范 SJ/T11236-2001
防靜電周轉(zhuǎn)容器通用規(guī)范 SJ/T11277-2002
防靜電鞋、導(dǎo)電鞋技術(shù)要求 GB4385-1995
防靜電工作服 GB12014-89
安全帽及其實(shí)驗(yàn)方法 GB2811-2812-89
紡織品靜電測試方法控制 GB/T12703-91
橡膠工業(yè)靜電安全規(guī)程 GB4655-84
點(diǎn)火工品生產(chǎn)防靜電安全規(guī)程 WJ1912-90
防止靜電事故通用導(dǎo)則 GB12158-90
地板覆蓋層和裝配地板的靜電性能 SJ/T11159-98
計算站場地安全要求 GB9361-88
建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范 GB50222-95
航天系統(tǒng)地面設(shè)施接地要求 QJ1211-37
固體電工絕緣材料電阻、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)試驗(yàn)方法 GB1410-89
鋪地材料臨界輻射通量的測定輻射熱源法 GB11785-89
防靜電地面施工及驗(yàn)收規(guī)范 SJ/T31469-2002
目前生產(chǎn)的發(fā)光二極管中藍(lán)色、綠色、藍(lán)綠色二極管，都采用GaN基藍(lán)寶石襯底，MOCVD技術(shù)生產(chǎn)的芯片。此種芯片的特點(diǎn)是：亮度好、技術(shù)相對成熟，沖突相對較少。所以，世界上多數(shù)芯片廠家（包括中國臺灣、韓國、日本大多數(shù)廠商）采用此種技術(shù)生產(chǎn)藍(lán)，綠色芯片（只有美國CREE除外，采用SiC襯底）。此種芯片的缺點(diǎn)是抗靜電能力較差，若受靜電沖擊，會產(chǎn)生Vf（正向壓降）升高，亮度降低以致死燈現(xiàn)象，所以，如何防止靜電，是藍(lán)、綠發(fā)光二極管生產(chǎn)及使用中zui主要的問題。
靜電擊傷的表現(xiàn)：芯片受到靜電擊傷，在其表面會形成黑色斑點(diǎn)，此黑色斑點(diǎn)將不會再發(fā)光，所以，芯片受到擊傷的程度不同，其表現(xiàn)也不同。輕微的擊傷，也許表面上看不出來，但亮度會少量降低，亮度會衰減，IR值（反向電流）升高；中度擊傷的芯片，其管壓降會明顯升高（可能會升高至4.0V～5.5V以上），亮度明顯降低（原正常亮度的50％以下），IR升高，嚴(yán)重影響壽命，在使用過程中會逐漸失去功能，zui后也可能造成死燈。所以，目前的藍(lán)，綠發(fā)光二極管在生產(chǎn)及使用的過程中，一定要做好防靜電措施，并定期檢查接地電阻，這樣，才可以大幅度避免死燈現(xiàn)象。
藍(lán)，綠發(fā)光管目前抗靜電能力水平：抗靜電能力只有50V左右，反向靜電500V以上將會立即導(dǎo)致死燈。正向靜電在1500V以上也會立即導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷，而在北方冬天，人體的靜電大約在1000V-1500V左右，所以，人體直接接觸二極管是導(dǎo)致二極管損傷的主要原因。在任何生產(chǎn)，使用二極管的過程中，均要嚴(yán)格禁止人體在無防靜電措施直接接觸二極管。
二極管生產(chǎn)均采用二極管芯片，在嚴(yán)格的生產(chǎn)條件下（無塵，所有工序防靜電）生產(chǎn)二極管，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（IR漏電標(biāo)準(zhǔn)）嚴(yán)格控制在5V，10μA的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5V,50μA”在生產(chǎn)、檢測、包裝的全過程中，全部實(shí)現(xiàn)自動化，*避免了人為因數(shù)影響，確保產(chǎn)品品質(zhì)。
LED生產(chǎn)車間靜電防護(hù)新措
藍(lán)光、純綠光、藍(lán)綠光、白光、紫光、紫紅光發(fā)光二極管屬于一級防靜電敏感器件，
在手持和封裝生產(chǎn)過程中請注意采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?/span>以下僅供參考：
1 必須能防止靜電產(chǎn)生：組裝人員操作時需穿戴防靜電服裝（如防靜電衣服、帽子、
鞋子、指套或手套等）
2 必須能迅速將其表面或內(nèi)部的靜電散逸：組裝操作人員需配戴防靜電手腕帶。
3能提供屏蔽保護(hù)受靜電突然放電或電場沖擊：
① 組裝臺（工作臺）需使用防靜電臺墊，且接地。
② 盛裝LED需使用防靜電元件盒。
③ 烙鐵、切腳機(jī)、錫爐（或自動回流焊設(shè)備）均需接地。
4 作業(yè)過程中，盡可能避免直接觸摸發(fā)光管之管腳，取放時盡可能觸拿膠體部分。
5 接地措施應(yīng)*防止靜電產(chǎn)生，工作臺、烙鐵、切腳機(jī)、錫爐（或自動回流焊設(shè)備）
之接地，必須用粗的鐵線引入泥土內(nèi)，,在鐵線未端系上大鐵塊，埋入地表1米以下，
各接地線均需與主線連接在一起，操作人員配戴的靜電環(huán)若有引出線的，亦需將引
出線接通埋地線上。
6半成品、成品檢測設(shè)備亦需接地。
LED包裝袋及半成品包裝材料要使用防靜電海棉或包裝袋。
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