電子工程中液晶面板的靜電防護

潘龍進

摘? 要：當前的電子科技呈現(xiàn)出高度發(fā)達的態(tài)勢，電子工程在各個領域中都是非常重要的，特別是液晶面板行業(yè)。除了社會生產工作中，即使是生活中，電子科技成果也成為不可或缺的一部分，現(xiàn)在越來越多的工作都已經離不開液晶面板，將液晶面板融入生活中，使得生活內容更加豐富，生活的形式也變得更加豐富多彩。電子工程要想不斷完善，就要高度關注靜電的影響，采取必要的靜電防護措施。該文著重于研究電子工程中液晶面板的靜電防護。

關鍵詞：電子工程;夜晶面板;靜電防護

中圖分類號： TN07? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著電子產品的更新?lián)Q代，特別是液晶面板微電子行業(yè)的飛速發(fā)展，電子器件不斷小型化，超大規(guī)模集成電路的廣泛應用成了行業(yè)主流趨勢，而靜電問題已經成為電子工程中造成器件失效、產品良率低下的主要原因，直接影響到產品直通率以及性能的穩(wěn)定性和可靠性，因此靜電防護問題越來越受到大家的重視。

1 靜電的產生以及影響

各種電子產品在制造、存儲、運輸以及使用過程中均會受到靜電的影響，最常見危害最大的就是靜電放電。靜電會通過其他物體對相關產品放電，損傷元器件導致產品失效，無法正常運作和使用。

靜電產生模式主要有3種，即HBM（人體放電模式）、MM（機器放電模式）、CDM（帶電器件模式）。

1.1 HBM（人體放電模式）

由于人體容易帶靜電，人體和產品間的接觸或者摩擦等，會將人體的靜電傳導至產品，導致產品元器件損傷。例如LCD產品在制作過程中，生產人員未佩戴靜電手環(huán)，直接接觸LCD，將有可能使人體靜電擊傷產品。而電弧放電是指人體與產品間存在一定距離，空間的電場強度大于其介質（如空氣）的介電強度，介質電離產生電弧放電 。

1.2 MM（機器放電模式）

機器或者設備通過摩擦或其他方式也會產生靜電，而帶電的機器又通過和產品接觸傳遞電荷，最終導致產品受靜電擊傷。LCD產品在生產和檢測的過程中，需要用到的生產設備、檢測設備甚至是輔助設備都需要有相關的防護措施，否則在任何一個環(huán)節(jié)未重視和監(jiān)控，都可能導致產品的失效。

1.3 CDM（帶電器件模式）

產品在裝配、傳遞、測試、運輸以及存儲的過程中，由于其與其他材料產生摩擦，導致產品帶電，而在產品接地時，產品會通過元器件與引出腳對地放電，這就是所謂的帶電器件模式。例如LCD產品在生產、傳遞以及測試過程中，將會與作業(yè)平臺、承載托盤載體、傳輸帶等摩擦產生靜電。

當物體上帶有靜電之后，就會有靜電場形成，其所發(fā)揮的力學效應對環(huán)境中的物體產生一定的影響，靜電感應由此產生[1]。在制造液晶面板的時候，如果存在靜電吸附的問題，就會導致液晶面板的質量降低，如果出現(xiàn)過多的靜電積累，就會出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，會損壞元件。當放電強度非常大時，會導致元器件被擊穿，這種損壞是永久性的。如果放電強度不是很大，也會影響元件性能的正常發(fā)揮，在使用元件的時候會存在安全隱患。

2 有關靜電的防護措施

2.1 靜電防護的設計

在電子工程的靜電防護設計中，考慮到不同規(guī)格的電子元件在靜電防護設計中對于技術的要求也會有所不同。而對于液晶面板來說，液晶面板的設計以及周邊電路的設計，對于靜電的防護起到至關重要的作用[2]。

2.1.1 液晶面板的ESD防護設計

液晶面板的ESD防護設計要點有4個。1）Panel外圍增加GND線路防護[1]。2）VT Pad增加電阻以及ESD，防護測試過程中引起的ESD擊傷。3）制程中，F(xiàn)PC PAD通過所有信號線相連，防護制程中ESD。4）CF背面鍍高阻/低阻膜，通過AG漿連接到TFT側AG PAD上接地，防護外界對面板的ESD影響。

2.1.2 FPC 信號走線分類以及ESD防護

FPC PIN信號主要包括：Power PIN、Control PIN、BLU PIN、MIPI PIN、Touch PIN。那么針對這些PIN就要采用相對應的設計來防護ESD的擊傷。1）Power PIN & Touch PIN增加TVS管防護防護（圖1）。2）Control PIN 增加限流電阻防護。Control PIN 從FPC connector端輸入到玻璃和IC均為單pin走線容易被擊傷，分別在各信號上增加1K限流電阻，防止從connector引入瞬間大電流造成PIN擊傷。3）BLU PIN增加放電電阻防護。FPC走線，背光A/K走線是獨立的，未跟其他線路相連，ESD測試PIN腳A/K時，BLU LED電路相當于開路，無放電路徑，容易出現(xiàn)死燈問題，在LEDK部分加100Kohm電阻，使得LEDA/K回路不至于處于浮空狀態(tài)，保護LEDA/K回路，避免ESD測試時出現(xiàn)死燈。

2.2 防靜電控制體系

在電子工程的液晶面板防靜電設計中，將防靜電控制體系構建起來是非常必要的。除了在設計方面增強ESD防護，也需要在防靜電控制體系中，采取相應的對策來避免ESD造成的損傷。我們應該根據靜電可能產生的原因，來采取相對應的措施。

首先針對HBM模式的靜電防護。在產品的制造、存儲、運輸過程中，人體的接觸是不可避免的。那如何避免人體產生的靜電擊傷產品呢？那必須對人體可能產生靜電的各個環(huán)節(jié)進行管控。管控的對象包括靜電手環(huán)、無塵服、無塵鞋、防靜電電椅（不銹鋼）、防靜電地板。靜電手環(huán)需要采用報警器機制，進行實時監(jiān)控，并定時測試其系統(tǒng)阻抗。無塵服和無塵鞋需要每周洗滌后抽測，ESD門禁管控。防靜電椅和防靜電地板需要每班測試器接地阻抗。

其次針對MM模式的靜電防護。需要對自動化設備，包括生產設備、檢測設備，離子化設、治具等加強監(jiān)控。對設備接地定時進行檢測，接地電阻管控在規(guī)格以內。電木和治具每批次進行入料抽測，管控電阻值。離子化設備需按月度測試其平衡電壓，正負衰減時間等。

最后針對CDM模式的靜電防護。需要對直接接觸產品的材料、作業(yè)平臺、承載托盤載體、傳送帶、工作桌、推車、貨架、周轉tray、防滑墊、出貨材料等進行監(jiān)控。定時進行檢測其表面電阻、接地電阻和摩擦電壓等相關參數(shù)。

對于靜電有較高敏感度的液晶面板，一旦敏感器件測出機器運行中產生靜電，工作人員就要及時到工作現(xiàn)場分析靜電產生的原因，采取必要的技術處理措施。

2.3 建立良好的防靜電環(huán)境

在工作環(huán)境中，有很多的細小物容易產生靜電，例如，灰塵漂浮在空氣中，很有可能產生靜電，對環(huán)境中的電子設備造成一定的影響[3]。所以，電子設備的工作環(huán)境要保證清潔，同時環(huán)境的溫度和濕度，使環(huán)境處于恒溫恒濕狀態(tài)（溫度23±1 ℃，濕度50±5 RH%）。實時監(jiān)控離子棒的性能，使其平衡電壓<±35V，正衰減時間1 000 V→100 V<3 s負衰減時間-1000 V→-100 V<3 s范圍內。對于要求使用正空設備plasma的需要實時監(jiān)控設備參數(shù)，保證其能消除靜電。

做好靜電防護工作是非常必要的，使用防靜電瓷制地板，結合使用無機高溫導電材料，使得地板的防靜電能力有所提高。采用這樣的地板，不僅不僅靜電防護能力提高了，而且有良好的，耐磨性何耐火性，有很強的抗壓能力，地板的使用壽命得以延長，避免經常更換[3] 。

同時我們應該成立ESD專項小組，制定ESD管控總體方針和目標，協(xié)調溝通ESD改善資源，全面推動和策劃ESD工作，協(xié)調各部門之間的ESD活動，并定期向ESD主任匯報項目進展情況，管理和監(jiān)督ESD防護體系運行。

3 液晶顯示行業(yè)ESD防護的發(fā)展趨勢

隨著液晶顯示行業(yè)的飛速發(fā)展，為了提高產品的良率以及可靠性，其靜電防護技術也在快速的發(fā)展。從發(fā)展趨勢來看主要對4個方面進行優(yōu)化和改善。首先是液晶面板材料的防靜電設計，例如液晶的框膠等;其次是液晶面板各道m(xù)ask的防靜電設計以及制作工藝的優(yōu)化，特別是制作工藝方面，還涉及生產設備等問題;再次是集成IC內部電路的防靜電設計，這個涉及IC本身的抗靜電能力，這對于提高整個產品的抗靜電能力有非常大的好處，最后是針對外圍電路的優(yōu)化和改善。從這4個方面進行層層防靜電設計，層層防靜電制作生產，那對于最后產品的良率以及可靠性將有一個質的飛躍。

4 結語

通過上面的研究可以明確，電子工程運行中要具有較高的安全性，保證其功能得以有效發(fā)揮，更好地發(fā)揮其先進性，就要認識到由于靜電帶來的影響，做好靜電防護工作。 針對電子工程液晶面板行業(yè)，需要提出一些靜電防護方法，保證電子工程更好地發(fā)揮作用，對于靜電防護的研究和發(fā)展也可以起到一定的促進作用。

參考文獻

[1]戴亞翔. TFT LCD面板的驅動與設計[M]. 北京：清華大學出版社，2008.

[2]廖燕平.薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[3]陳志強.低溫多晶硅（LTPS）顯示技術[M].北京：科學出版社，2006.