液晶電子產(chǎn)品的靜電分析及防護(hù)方法

李劍

液晶電子產(chǎn)品的靜電分析及防護(hù)方法

李劍

隨著信息技術(shù)跨越式的發(fā)展，人們對電子產(chǎn)品的可靠性提出了更高的要求。但是電子產(chǎn)品的防靜電技術(shù)一直困擾著很多工程師。本文針對液晶電子產(chǎn)品在品質(zhì)檢測實(shí)際工作中的靜電防護(hù)技術(shù)提出了切實(shí)可行的有效方法，對液晶電子產(chǎn)品的品質(zhì)提升具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

靜電的產(chǎn)生

由物體的接觸分離、摩擦、傳導(dǎo)、靜電感應(yīng)、介質(zhì)極化和和帶電微粒附著等物理過程產(chǎn)生；兩物體經(jīng)過接觸壓力分離后，因摩擦起點(diǎn)不同，一種物體上將帶有正電荷，一種物體上將帶有負(fù)電荷，形成靜電。ESD（Electro-Static discharge）的意思是“靜電釋放”。

靜電產(chǎn)生的主要方式是接觸、感應(yīng)與傳導(dǎo)。不同物質(zhì)的接觸、分離或相互摩擦，即可產(chǎn)生靜電。例如在生產(chǎn)過程中的擠壓、切割、搬運(yùn)、攪拌和過濾以及生活中的行走、起立、脫衣服等，都會產(chǎn)生靜電。

靜電對液晶電子產(chǎn)品的影響分析

液晶電子產(chǎn)品構(gòu)造原理

液晶是一種規(guī)則性排列的有機(jī)化合物，它是一種介于固體和液體之間的物質(zhì)，液晶本身不能發(fā)光，是靠背板光源發(fā)光產(chǎn)生圖像，通過改變電場使液晶分子的排列產(chǎn)生變化來顯示圖像的。不加電場時，入射光經(jīng)過偏光板后通過液晶層，偏光被分子扭轉(zhuǎn)排列的液晶層旋轉(zhuǎn)，其偏光方向恰與另一偏光板的方向一致，光線通過，使整個電極面光亮。

加入電場時，LC分子的光軸轉(zhuǎn)向與電場方向一致。液晶層失去旋光能力，來自入射偏光片的偏光方向與另一偏光片的偏光方向垂直，光線無法通過，電極面呈現(xiàn)黑暗狀。

為保證顯示效果，保證顯示正常，產(chǎn)生穩(wěn)定、精確的電場來控制液晶分子非常重要。

靜電對液晶電子產(chǎn)品的危害

靜電放電失效模式。突發(fā)性失效指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規(guī)定的功能，主要表現(xiàn)為開路、短路或參數(shù)嚴(yán)重漂移。

潛在性失效指靜電放電能量較低，僅在元器件內(nèi)部造成輕微損傷，放電后器件電參數(shù)仍然合格或略有變化。潛在性失效比突發(fā)性失效有更大的危險性，一方面難以通過檢測發(fā)現(xiàn)，而在制造和裝配過程中受到的潛在靜電損傷會影響它裝入整機(jī)后的使用；另一方面靜電損傷有積累性，即使一次靜電放電未能使器件失效，多次靜電損傷累積起來危害更大。

靜電導(dǎo)致的顯示不良現(xiàn)象。靜電測試時，經(jīng)常會導(dǎo)致白屏、黑屏、花屏、橫線、黑點(diǎn)、左右偏位等顯示問題。一般來說敲擊出現(xiàn)的失效模式主要是截屏和白屏，敲擊數(shù)據(jù)線的主要不良現(xiàn)象是左右偏位，敲擊玻璃封口處的主要不良現(xiàn)象是花屏。輕者在試驗(yàn)后屏幕能自動或者手動恢復(fù)，嚴(yán)重者能夠?qū)е缕聊坏闹苯訐p壞。

ESD對液晶顯示器件的危害。靜電放電的實(shí)質(zhì)就是電荷轉(zhuǎn)移，由具有不同靜電電位的物體直接接觸或者相互靠近引起的。靜電放電具有時間短，瞬間電流和電壓大的特點(diǎn)，對電路系統(tǒng)危害及其嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：靜電釋放時過高的電壓和電流超過器件額定功率，直接損壞器件和IC；由ESD 電流產(chǎn)生的熱量使器件和電路過熱失效；由ESD 引起的絕緣擊穿；由ESD產(chǎn)生的尖峰電流含有高頻諧波成分（頻率可高達(dá)1GHz），會輻射出強(qiáng)大的電磁場，干擾電路系統(tǒng)和電子器件和正常工作；短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的電流突變，容易引起誤觸發(fā)，導(dǎo)致電路系統(tǒng)時序混亂。ESD通常發(fā)生在產(chǎn)品自身暴露的導(dǎo)電物體上，操作設(shè)備人員容易直接觸到，形成直接放電；或者周圍物體發(fā)生的ESD能量耦合到操作設(shè)備上，形成間接放電。

液晶顯示器件防靜電途徑

液晶產(chǎn)品工藝靜電防護(hù)

外用外層導(dǎo)電涂層，給內(nèi)部電路間建立隔離層，阻止ESD影響內(nèi)部電路。一個完整的封閉帶有導(dǎo)電涂層的機(jī)殼能在輻射噪聲中屏蔽電路，同時也是阻止ESD間接放電形成的輻射及傳導(dǎo)耦合的關(guān)鍵。

由于從電路到屏蔽殼體的ESD副級電弧可能產(chǎn)生傳導(dǎo)耦合，因而也可以采用絕緣體外殼設(shè)計。絕緣體外殼的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。如果絕緣體外殼上沒有大的開孔，則絕緣體外殼能對電路起到保護(hù)作用，但不能抑制周圍物體放電時耦合到內(nèi)部形成的干擾。

液晶產(chǎn)品檢測靜電防護(hù)

靜電耗散。將品質(zhì)檢測過程中的各類用品用靜電防護(hù)材料制作，當(dāng)靜電產(chǎn)生時，通過靜電消散使其靜電不能在某點(diǎn)或某區(qū)域積累，降低單位面積的靜電電量，從而起到降低靜電電位的作用，防止靜電放電發(fā)生。

接觸對靜電敏感的部件、半成品、成品的作業(yè)員（操作員&檢查員）要穿上靜電服、靜電鞋、帶上防靜電手環(huán)，進(jìn)出生產(chǎn)線時要用Wrist Strap Tester檢查防靜電手環(huán)后再進(jìn)出。防靜電服點(diǎn)對點(diǎn)小于1*10^11Ω，可接地的防靜電服：點(diǎn)對地小于1*10^9Ω，可接地的防靜電服系統(tǒng)：3.5*10^7Ω。防靜電手腕帶系統(tǒng)小于3.5*10^7Ω，防靜電鞋電阻小于1.0*10^Ω9Ω，地板系統(tǒng)電壓小于100V。所有靜電敏感元件，當(dāng)沒有靜電接地時，應(yīng)當(dāng)包裝在靜電周轉(zhuǎn)箱，靜電托盤或靜電袋。

將輔助地連接到設(shè)備地，所有控制項目及設(shè)備將處于同一電位。設(shè)備地導(dǎo)體小于1.0Ω，輔助地小于25Ω，等電位聯(lián)接小于1.0*10^9Ω。所有的工作平面（防靜電墊，推車表面，座椅，傳送帶）：點(diǎn)對點(diǎn)電阻小于1*10^9Ω，點(diǎn)對接地點(diǎn)電阻小于1*10^9Ω。靜電防護(hù)區(qū)內(nèi)物品（周轉(zhuǎn)車，工作臺，貨架，軌道，組裝治具，機(jī)臺）：點(diǎn)對接地點(diǎn)電阻小于1*10^9Ω。

靜電中和。靜電中和是消除靜電的重要措施之一，即帶電體上的電荷與其內(nèi)部和外部相反符號的電荷的復(fù)合而使所帶靜電荷部分或全部消失，當(dāng)不便使用靜電防護(hù)材料時，必須將某些高絕緣以產(chǎn)生靜電的用品存放在工作臺上時，或治具設(shè)備不能良好接地時，為預(yù)防靜電積累放電就必須對操作環(huán)境采取靜電中和措施。

對某些要求較高的靜電防護(hù)環(huán)境，可采取整體場地靜電中和的措施。例如專業(yè)生產(chǎn)防靜電產(chǎn)品和電子輔助產(chǎn)品，離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)槍、離子風(fēng)棒、離子風(fēng)嘴、離子風(fēng)蛇、靜電除塵機(jī)、板面除塵機(jī)等能產(chǎn)生正負(fù)空氣離子的靜電消除設(shè)備。

環(huán)境濕度控制。采用噴霧或過加濕器等設(shè)備，使環(huán)境相對濕度提高到60～70%，以抑制靜電的產(chǎn)生，環(huán)境濕度越大，越不容易產(chǎn)生靜電。

液晶電子產(chǎn)品的顯示效果的優(yōu)劣性直接決定了電子產(chǎn)品的主觀體驗(yàn)和市場定位；必須在其設(shè)計、加工、生產(chǎn)、檢測過程中做好防靜電處理，本文地對靜電的產(chǎn)生，液晶電子產(chǎn)品的防靜電方法結(jié)合工作實(shí)際做了簡要分析，著重對產(chǎn)品檢測方面的靜電防護(hù)方案做了相關(guān)闡述，旨在對電子產(chǎn)品尤其是液晶顯示器件的防靜電處理上起到現(xiàn)實(shí)的積極推動作用。

（作者單位：北京京東方顯示技術(shù)有限公司）