GaN基LED等ESD敏感器件的静电防护技术（三）

五、 LED静电防护技术
　　1、一般静电防护的基本思路：

　　1）从元器件设计方面，把静电保护设计到LED器件内，例如大功率LED，设计者在承载GaN基LED芯片倒装的硅片上，设计静电保护二极管，这时硅片不但作为GaN的承载基体，还起到ESD保护作用，使采用这种芯片封装的器件ESDS达到几千伏。它的优点是直接提高器件抗ESD能力，简化封装生产和器件安装等过程的静电防护措施，缺点是增加成本、增大体积、芯片生产工艺复杂并且需要专业生产设备，它适用于高价值的LED器件。

　　2）从生产工艺方面，有两种静电防护途径，首先是消除产生静电的材料与过程，通过材料的选用，使静电产生的途径不存在了或者减少了，从源头消除了静电放电的产生与积累，是静电防护的有效的基本方法之一；其次是通过泄放或中和防止静电放电，因为产生静电的所有途径是不可能完全消除的，所以我们需要安全地泄放或中和那些要发生的静电，防止静电放电的发生。

　　2、人体防静电系统

　　人体防静电系统主要由防静电手腕带、防静电工作服、鞋袜等组成，必要时还需要辅以防静电工作帽、手套、脚套等物品。这种整体的防静电系统兼备静电泄放、中和和屏蔽的作用，防静电手腕带由静电导电材料制成，通过与皮肤直接接触，把人体静电直接导走，所以手腕带使用时必须与皮肤接触良好，使皮肤上的瞬时静电电压小于100V。防静电工作椅、桌垫、地垫、防静电工作椅的材料使用静电导电织物为面料， 它们在与人的接触中不产生静电，并能将人体本身所带静电很快泄放，导入大地，起到静电防护作用。

　　3、防静电操作系统

　　防静电台垫，在进行静电敏感器件的操作时，工作台上应铺设具有静电导电和静电耗散功能的材料制成的防静电台垫。使所有与器件接触的端子、工具、仪器仪表、人体达到一致的电位，并通过接地使静电能迅速泄放。#p#副标题#e#

　　4、静电接地技术

　　接地就是直接将静电通过一条导线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，多数静电防护系统的效果，都依赖于接地地线的质量，静电接地技术是静电泄放工艺中的主要环节，系统接地的质量将直接影响电荷的释放能力。地线必须是能够接受或提供大量电荷的，理想的地线应该是一个优良的导体，即电流流过地线时不产生电位降，地线上各点电位相同。在工作区的静电地线应为静电专用地线，不得与其它地线共用。防静电接地是厂房基建工程中重要的指标之一。

　　5、生产过程的静电防护

　　LED从芯片到封装应用的生产过程较复杂，就防静电而言，是一个综合治理的过程，应渗透到生产的各个环节，并根据各生产环节的工艺要求，提出不同的对策，以达到对器件的有效静电防护。对固定单个设备（如固晶机、键合台、测试设备、波峰焊设备等）的工艺要求：1）设备应良好接地；2）有必要的设备周围要铺设防静电地垫；3）操作者穿戴防静电衣、帽、腕带等；4）必要时，在静电防护关键部位设置离子风机。

　　6、离子风机

　　绝缘体往往容易产生静电，用接地的方法是不能消除绝缘体上的静电，通常利用离子作用来中和这些绝缘材料上的静电。离子风机是一种吹出离子化气流的设备，它用来中和累积在绝缘材料上的任何电荷，提供一个等电位的工作区域。#p#副标题#e#

　　7、其他注意事项

　　1）进行GaN基LED测试时，除了测试仪接地外，还要了解测试仪的测试线路，特别是恒流测试的电源开路电压不能过高，以免LED受到负反馈脉冲电压的冲击而失效；

　　2）表一为人体几种状态的带静电情况，从中不难看出，相同条件下，湿度（空气中潮气）的上升，静电电位U降低了，即ESD的危险性降低了，但仍然存在，因此不可放松静电防护措施，应保持良好的工作习惯。

　　3）包装是产品出厂前的最后一个环节，包装工艺的好坏直接影响产品到达用户手中是否为合格品。包装应采用防静电屏蔽袋，它用于器件的包装、运输和储存，具有一定的防潮效果。

　　4）需要提醒大家注意的是，如果从事可能触及到高电压的工作，例如维修仪器设备可能触及220V市电，操作人员不应该带接地防静电手腕带或脚带等，以防止可能出现人身电击事故，因为它们提供从身体到大地的通路。

　　六、结语

　　随着电子技术的不断发展，静电防护技术不断提高，无论是在LED器件设计上，还是在生产工艺上，抗ESD能力都有明显的进步，但是，GaN基LED毕竟是ESD敏感器件，静电防护必须渗透到生产全过程。