作者 方玉胡 格力电器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230088)
方玉胡(1984-)，男，助理工程师，研讨方向：半导体失效剖析。
摘要：本文主要对操控器在静电损害毛病中，关于规划方面，怎么躲避静电损害问题，从PCB的特别部位下手，经过规划上的改善，躲避操控器因半导体器材的布局不合理，从而导致主板半导体失效的问题。从PCB规划着手，经过结合出产流程、装置流程、设备工装等影响要素，从实践出发，大幅削减操控器制作进程中的ESD和EOS问题。
前语
现在，电子职业中呈现的失效毛病主要为半导体静电损害毛病，静电放电(ESD)的办法来自人体、环境，乃至电子设备内部的静电，对精细的半导体芯片会构成各种损害，例如穿透元器材内部薄的绝缘层，损毁MOST和CMOS元器材的栅极，CMOS器材中的触发器锁死，短路反偏的PN结，消融有源器材内部的焊接线或铝线。为了开释静电放电(ESD)的电子设备的搅扰和损坏，需求采纳多种技能手法进行防护。
由于静电产生状况十分随机，不仅在制品主板安装进程中和主板安装完成后的周转运送简单呈现，在安装整机进程中也简单呈现。可是实践出产进程中，主板安装后的防护并不能防护到主板自身安装进程中经典损害的危险，所以除了出产进程中的防静电办法，规划方面的躲避就显得尤为重要。在质量操控进程平分事前操控、进程操控和过后操控。其间事前操控本钱小、作用好，是质量防备操控的最佳手法。所以关于PCB规划进程中怎么躲避静电损害规划就显得尤为要害。
1 规划中呈现的典型缺点导致元件失效的事例
1.1 PCB规划时在职工操作区域设置电源过孔和芯片功用脚测验过孔，导致芯片损害
事例一：如图1所示，该毛病是主板芯片周围测验点露出在职工操作区域内，职工手触摸到的过孔刚好衔接芯片，构成极大的静电损害危险，毛病份额高达0.5%，损害后，主芯片呈现显着损害，在X光下观察到显着的喷金现象，如图1(a)所示。
呈现毛病的主板与其他未呈现毛病并且运用同款芯片的主板比较，与毛病主板3.3V线路相连的线路露出在职工操作区域内(职工操作进程中需求接线方位)，职工操作时简单触碰到该区域，如有静电，就会直接传导至主芯片，图1(b)、(c)所示标明区域(其间1区为程序校验口，2区为指示灯电源口)由于主板接线工序或许贯穿整个出产进程，在非操控器出产区域没有杰出的防静电环境中，操作此工序有极大的静电损害危险。
呈现毛病的主板与其他未呈现毛病的主板比较，3.3V电源间隔主芯片长度长约1cm，呈现毛病主板芯片间隔3.3V间隔较远有3cm，正常板只要2cm，露出的间隔更长，衔接芯片没有限流电阻维护更简单遭到静电的损害。
故规划PCB进程中需求露出的测验点和过孔等，需求顾及到后续操作工位的散布状况，避免在职工操作区域设置测验点及过孔，削减静电损害产生的或许性。
1.2 PCB规划进程中，将过孔规划在板边，导致过主板孔触摸设备，被设备感应电损害
事例二：如图2所示，此PCB过孔接近板边，在放置在出产线上后，出产线衔接到电机的链条，刚好与PCB的过孔重合，构成设备与主板内电路直触摸摸，此种现象对主板损害危险很大，构成该种主板出产进程中，对应芯片存在0.1%的毛病率。
出产设备大多功率较大，运转进程中在设备外表简单产生感应电，感应电的电量尽管较小，可是关于功率极小的电子元器材依然相对较大，有较大的EOS损害危险。
出产设备和主板触摸的别的一种失效形式如图3所示。电子元件假如与金属设备直触摸摸，若其间一方带静电电荷，就会产生放电现象，这便是为什么关于电子元件的车间的作业台面需求包裹防静电胶垫进行离子电扇消除静电等办法。
过孔方位与出产线插件段传递链条有直触摸摸，根据此现象现场测验，测验出出产线带20V沟通感应电，对电子元器材有严峻危险，可运用出产线铁链条更改为塑料链条和清查静电接地线衔接状况等办法到达解决问题意图，但从源头上讲，能够添加工艺边，更改过孔点或许添加涂覆层等办法进行更改。
2 PCB规划关于防静电应躲避事项
2.1 布线进程中怎么躲避静电问题
布线是整个PCB规划中最重要的工序，直接影响着PCB的功能，相同关于防静电规划上有着决议性影响。
关于布线，首要应当尽量避免跳线，便是要将线路布通、布顺利，假如跳线过多，便是添加了线路暴露部分，若是暴露部分衔接芯片则添加芯片被静电损害的危险。
其次，布线的简练，关于PCB的布线，需求着重布线以短、直为准，避免线路被拉长，被兜圈。线路自身也是电子器材，线路太长，简单遭到电磁搅扰的影响，乃至会使线路自身的功能产生改动，如电感量产生变化等。
最后为维护电路，由于静电的随机性，任何的静电防护办法也不能肯定的对原价进行防护，所以关于要害功能器材和耐静电等级较低的器材，需求添加静电防护电路，即添加限流电阻在芯片引脚处，避免外部静电损害，一起添加芯片口对地的%&&&&&%滤波，可将小电量的杂波滤除。
2.2 PCB结构上的散布
对PCB的结构散布，除了强电、弱电散布需求建立区域外，还需求将静电灵敏区域和需求人员后工序操作的操作区域进行区别，用于避免出产进程中因职工静电防护不到位而构成的静电损害，一起应该将芯片会集放置，削减芯片间的线路间隔，削减静电损害危险，一起在规划答应的条件下，应尽或许地运用硅胶电子密封胶等防护办法，将主IC和灵敏%&&&&&%进行密封，更进一步地防护静电。
3 定论
防静电作业一直是半导体职业的大课题，在许多程度上决议一个职业，一个品牌的健康发展，从质量操控的视点来讲，从源头防治静电损害问题有许多办法，如消除静电源，操控物料环境产生静电的或许性等，从PCB的规划方面躲避静电产生的或许性也是必不可少的一环，此点能够从概率上大幅下降，因规划考虑不周导致的静电损害，构成标准就会对产品的可靠性进步一个层次。
参考文献：
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本文来源于《电子产品世界》2017年第12期第56页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
