LED 生产中静电防治问题浅析

李云峰 吉林机电工程学校 吉林 132000

【文章摘要】

LED 英文单词的缩写，主要含义： LED = Light Emitting Diode，发光二极管。是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。在LED 成产中， 静电会对LED 造成严重伤害。本文分析了静电产生的原因及其对LED 产品的影响，在此基础上提出了措施，并最后提出了我们在选择LED 灯或者LED 芯片的时候，对LED 进行抗静电能力评估——才是LED 静电防护最核心的、最科学、最方便的环节的结论。

【关键词】

LED ；制造；静电；防治

LED 英文单词的缩写，主要含义： LED = Light Emitting Diode，发光二极管。是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

LED 是半导体产品，如果LED 的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度，就会对元件造成损坏。当半导体器件单独放置或装入电路时，即使没有加电，由于静电也可能造成这些器件的永久性损坏。静电的脉冲能量可以产生局部地方发热，因此出现直接击穿灯管和IC 的故障。即使电压低于介质的击穿电压，也会发生这种故障。如果在生产任何环节上忽视防静电，它将会引起电子设备失灵甚至使其损坏。因此我们一定要做好静电防护及消除措施，避免不必要的损失。

1 静电的概念

所有的物质都由原子构成，原子中有电子和质子。当物质获得或失去电子，它将变成带负电或正电，这些电荷在材料表面上积累我们就称之物体带上了静电。

静电产生的原因：

从微观上说，根据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡状态，由于不同的物质电子的接触产生的电子的得失，使物质失去电平衡，产生静电现象。

从宏观上讲，原因有：物体间摩擦生热，激发电子转移；物体间的接触和分离产生电子转移；电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布；摩擦和电磁感应的综合效应。

静电电压是由不同种类的物质相互接触与分离而产生。这种效应即是大家熟知的摩擦起电，所产生的电压取决于相互摩擦的材料本身的特性。由于LED 显示屏在实际生产过程中主要是人体与相关元器件的直接接触与间接接触产生静电。所以根据本行业的特点我们可做一些针对性的静电防范措施。

那么，LED 显示屏生产中的静电来自哪里呢？

1、物体、材料。2、地板、工作桌椅。3、工作服、包装容器。4、油漆或打蜡的表面， 有机和玻璃纤维材料。5、水泥地板，油漆或打蜡的地板，塑料地砖或地板革。6、化纤工作服，非导电工作鞋，清洁棉质工作服。7、塑料，包装盒，箱，包，盘，泡沫塑料衬垫。

2 静电对LED 的影响

有许多因素会影响电荷的积累，包括接触压力、摩擦系数和分离速度等等。静电电荷会不断积累，如果没有泄放通道，这个数值最后会达到很高，直到造成电荷产生的作用停止、电荷被泄放或达到足够的强度可以击穿周围物质介质为止。电介质被击穿后，静电电荷会很快得到平衡， 这种电荷的快速中和就称为静电放电。由于在很小的电阻上快速泄放电压，泄放电流会很大，可能超过20 安培，如果这种放电通过静电敏感元件进行，这么大的电流将对设计为仅导通电压是3V 多和电流是20mA 的LED 造成严重伤害。

静电对LED 产品损害的特点是隐蔽， 人体不能直接感知静电除非发生静电放电，但是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 － 3 KV，所以静电具有隐蔽性。

3 LED 生产静电防治

LED 属于半导体元器件，并且是PN 结直接裸露在外头的，很脆弱，这种类型的电子元器件特别容易遭受静电的损伤。因此，对LED 进行静电防护是一项十分重要的工作。

常用的措施有：

A、包装方面——防静电包装袋子、生产过程的防静电中转箱架等等；

B、静电消除——佩戴静电手环、工具设备安全接地、静电风扇、离子风机等等；

C、其他方面——穿戴防静电衣物、铺设防静电台垫、加强静电制度管理等等；

D、人员培训——将防静电知识、措施作为全员培训的重要内容，让每一位员工都弄懂弄通, 提高全体员工的防静电意识，从上到下执行防静电要求，形成良好的职业习惯。如：进入车间要更换防静电服、穿防静电鞋、必需戴好静电环和手套后才可接触元器件，手拿PCB 板或敏感器件时尽量持边缘, 避免接触其引线和接线片，自觉遵守和执行防静电的制度和规定。

静电敏感元件在储存和运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为防护用。另外防静电衣对人体的静电具有一定的屏蔽作用。所以我们要求在周转搬运过程中，工人必须佩带无绳静电环和手套，穿防静电服装和防静电鞋等，同时应使用防静电料箱、PCB 防静电料架、不锈钢周转车等专业设备，尽量避免人体直接接触周转。要说明的是：由于防静电服，是用特殊合成纤维织成布料，一般情况下揉搓磨擦不会产生静电。但它不是静电屏蔽服，它不能消除身上其它衣料产生的静电。故正确穿著应是里面只着一件衬衣或内衣，外着防静电服。冬季内穿多件化纤类、毛类衣物等，再穿著防静电服以无大用。所以，在储存和搬运过程中，须控制好环境温度和湿度，戴好静电手环，正确穿着静电服。提高全体员工的防静电意识。做到手与产品“绝缘”，防止汗渍污染产品等，是非常必要的。

电子作业尤其是SMT，对温度和湿度都有较高要求，一般温度控制在18~28℃， 过高或过低都将影响设备的正常运作和精度; 相对湿度应在50%~85%，过低则容易产生静电，过高设备易结露，锡膏含水增加，所以应加强监测和调控，对防静电来说，秋冬相对湿度偏低时，可用加湿器或湿布拖地方法解决。

防静电措施要有专人负责落实，并形成制度，切实做好贯彻实施工作，否则一切硬件设施的投入，都可能起不到实际作用。应由两人共同管理、测试、记录，多数情况下需两人配合，并防止人员流动断档。做好静电防护工作，每天应完成下列测试和记录： a. 静电测试点--- 静电地。b. 电烙铁头接地与烙铁尖温度测量。c. 小锡炉接地与锡炉温度测量。 d. 测试仪器接地测量。 e. 静电手环接地测试。 f. 室内温度、相对湿度的测量与调控。

应将防静电知识、措施作为全员培训的重要内容，让每一位员工都弄懂弄通， 提高全体员工的防静电意识，从上到下执行防静电要求，形成良好的职业习惯。如：进入车间要更换防静电服、穿防静电鞋、必需戴好静电环和手套后才可接触元器件，手拿PCB 板或敏感器件时尽量持边缘，避免接触其引线和接线片，自觉遵守和执行防静电的制度和规定。

以上所有这些措施都是比较常见的， 但是，即便我们把静电防护措施做到最好，那我们的LED 就未必能完全避免静电损伤。因为LED 是否收到静电损伤取决两方面：第一，静电的能量（电压）是否高出了LED 本身的承受能力？第二，LED 的抗静电能力是否比较强？也就是说，如果LED 抗静电能力比较强，那么它遭受静电损伤就小很多。根据我们的了解，目前市面上有些质量较好、抗静电能力高的LED，在生产和加工过程是不需要做很多静电防护的措施的，甚至不用采用任何防护措施也不会受到静电伤害。但有些抗静电比较差的LED 就算采用了多好的防静电措施，可一旦做成产品后还是很容出现被静电击穿而死灯暗灯。

因此，我们在选择LED 灯或者LED 芯片的时候，对LED 进行抗静电能力评估——才是LED 静电防护最核心的、最科学、最方便的环节。

4 结束语

LED 电子显示屏的制作过程是一个非常严谨、细微的过程，每个环节都不可疏漏。显示屏的静电防护工作也是LED 显示屏制作的重要环节，目前业界人士对静电防护的认识还不足够深刻，更不能满足专业LED 电子显示屏生产的需要，还需要更多的专业人士不断研究、共同讨论。

【作者简介】

李云峰，本科学历，吉林机电工程学校助讲，研究方向：电工电子、机电一体化022