液晶显示模组在撕膜後的残存静电击伤及电性过压破坏-陈东暘

液晶顯示模組在撕膜後的殘存靜電擊傷及電性過壓破壞

陳東暘

奇景光電 研發中心 產品靜電技術部

tychen@https://www.wendangku.net/doc/e016449343.html,

74445台南縣新市鄉樹谷園區紫楝路26號

摘要--在液晶顯示模組的生產過程中，從印刷電路板整合進液晶顯示面板的製程到各個模組的組裝，待組裝物、設備或是人員之間，不可避免都會有移動及接觸的行為出現，因此在待組裝物上必然會發生靜電放電的現象。雖然大多數的狀況都是安全的，但其中比較需要加以注意的，是在液晶顯示模組的玻璃偏光板表面，移除貼附防止刮傷的保護膜後，會造成許多的靜電電荷殘存在液晶玻璃面板內的顯示元件中，後續的組裝程序上，往往會出現危險的元件儲存電荷模式之靜電放電或電性過壓破壞，進而造成半導體元件內部電路的被破壞，其中特別是在驅動積體電路的靜電擊傷現象。但這種元件內部的微小破壞往往無法立即被發現，而會在後續的檢測過程中才一一被發現，部份問題甚至到了客戶端才被發現，而造成許多的爭議及成本負擔。在本文中針對此問題，做了詳細的探討及解析。

關鍵字：靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)，液晶顯示模組(Liquid Crystal Module, LCM)，印刷電路板整合到液晶顯示面板的製程(PCBI)，老化(Aging)測試，模組儲存電荷模式(Board Level Charged Device Model, BLCDM)，驅動積體電路(Driver IC)，靜電消散(Electrostatic Dissipative)材料，電性過壓 (Electrical Overstress, EOS) 破壞。

1. 引言

在液晶顯示模組(Liquid Crystal Module, LCM)的生產過程中，從液晶顯示面板(Liquid Crystal Display, LCD)進料開始，接著進行外引線焊接(Outer Lead Bounding, OLB)的預備作業及驅動積體電路(Driver IC)元件的進料及焊接作業，其中驅動積體電路可使用TCP(Tape Carrier Package)，COF(Chip On Film)，或COG(Chip On Grass)的形式透過異方性導電膠膜(Anisotropic Conductive Film, ACF)壓合焊接到液晶顯示面板上，然後進行印刷電路板(Printed Wiring Board, PWB)的進料，以及透過異方性導電膠膜使其與驅動積體電路間，完成TCP，COF，或FPC(Flexible Printed Circuit)的焊接作業，到此即完成印刷電路板整合進液晶顯示面板的製程(PCBI)。在此階段，主要的靜電放電(Electrostatics Discharge, ESD)問題，多發生在於其中的一些自動化設備之傳輸及壓合動作，這些接觸式的壓合都會產生大量瞬間的靜電放電，這種放電則多屬液晶顯示面板內在儲存電荷(Charge)與設備接觸時的電荷重新再分佈，對積體電路而言，是類似一種所謂的元件儲存電荷模式(Charged Device Model, CDM)的靜電放電[1]-[4]，對整體模組而言，可稱為模組儲存電荷模式(Board Level Charged Device Model, BLCDM)的靜電放電[5]。在上述的製程中，除了使用的部品本身對BLCDM的靜電放電耐受能力需注意外，還要注意一些靜電消除器(Air Ionizer)的位置，因為其主要目的是用來建立工作環境中各部品間的等電位面，以避免下次的接觸形成大量的靜電放電。另外有些靜電放電現象必然發生，因此還需避免設備本身與待組裝物的金屬接點接觸時，形成了不安全的放電迴路出現。因此，必需注意到一些安全接地的方法，如此才可預防積體電路元件在這個階段受到靜電放電的破壞。在PCBI的製程之後，接著會進行液晶顯示面板與印刷電路板間的焊接檢視及面板顯示的測試(一般稱為A檢或PCBI檢測)，之後才會進入組裝(Assembly)的程序，有時又稱為組立站。

到了組裝程序，其中大多數的程序都是人工作業，但是在大尺寸TV的LCM廠，有些程序雖然都已改成自動化設備的作業，不過還是難免需要一些人工作業。在這個階段，首先要完成PCBI後的液晶顯示面板與背光模組(Backlight Module, BLM)的整合，為了避免異物在組裝的作業中，進入模組的間隙，還會有點亮背光板(Back Light, BL)檢測異物的程序，因此在這裡的工作區也需注意落塵的管控。接著進行控制電路板與鐵框等的組合作業，最後再進行組裝後模組的顯示檢測(一般稱為

B檢)。然而，最主要的靜電擊傷或電性過壓(Electrical Overstress, EOS)破壞之問題，則多出現在PCBI後的A檢及在組立站的這些人工組裝程序中。其中在撕除液晶顯示面板上下兩面之保護膜時的作業程序，以及撕膜後幾項人工作業的組裝過程特別重要，嚴重的靜電放電或電性過壓破壞經常在此出現，在B檢站就會檢測出這些嚴重的破壞現象。然而在此階段前的這些靜電放電破壞，有時候又無法在B檢以視覺的判斷檢測出來，因為多數電晶體元件受到元件儲存電荷模式的靜電擊傷後，其電性上的漏電電流大多僅有數百奈安培(nA)的電流量[3]；另一方面，在檢測時所用到的測試圖像有時也無法百分之百的施壓(Stress)到可能故障的電晶體元件，因此部份的故障現象在此可能就被忽略了。

完成組裝後，接著會進行模組的老化(Aging)

測試之可靠度篩檢。一些潛在的可靠度問題，當然也包含了在前面提到已受到元件儲存電荷模式靜電放電微小破壞的元件，經過這樣的老化測試實驗後，若其測試圖像可有效作用在這些原本被輕微破壞的電晶體元件上，這些液晶顯示模組從老化測試爐取出後的檢測過程(一般稱為C檢)，就會再度的強化這些問題，進而被淘汰出來。當然，在做老化測試的設備若有一些設計或結構上的問題，或是連接器(Connector)的裂化，那也有可能造成另一種電性過壓破壞出現。

最後這些經過篩檢良好的液晶顯示模組，再經過外觀檢查後，就送入包裝。在僅生產液晶顯示模組的生產線，到此即完成了整個程序，否則還會有後續的系統組裝及測試的製程程序。到了系組裝時，重要的課題則多在異物的管控，是否有異物再度入侵模組間隙，以及電性測試上的問題，如熱插拔或移位插拔，訊號電源順序，以及訊號誤寫等。

2. 撕除液晶顯示模組的保護膜

在LCM工廠環境中，相對濕度(Relative Humidity, RH)與溫度(Temperature)的控制，對任何形成靜電的作業程序，都會顯著地影響到儲存在物體中的靜電量，因此都會將相對濕度控制在一定的範圍內(RH~55%-65%)。而為了避免產生靜電放電的現象，不外乎需做到兩項關鍵性的工作，一是安全的消除靜電，二是保持工作環境的等電位面。因此一些靜電消除器的使用，及共同接地點的選擇都會特別注意。然而在LCM組裝過程中，撕除保護膜的程序，是屬於必然會產生大量靜電的作業程序，更會引發模組中所有連接材料內部的電荷重新再分配，而這種外部及內部靜電的移除，卻並非使用一般的靜電消除器就可以容易地移除，因為它僅能儘量維持工作環境中大面積表面的等電位面，一些較大的內部電場所造成的電位能，在半導體積體電路中所束敷住的靜電電荷，則需要相當長的時間(通常需達數分鐘以上)才有機會移除。

為解決這個問題，首先從保護膜本身的材料了解起，其多屬聚乙烯(Polyethylene)材料，本身就因其C-H的長鏈結非常容易形成耦極(Dipole)化現象來吸附自由電荷，而在應用過程中會再加上一些化學藥劑的塗佈，使其更容易緊密地貼附在顯示面板的偏光板(Polarizer)上。因此在保護膜的撕除過程中，保護膜與偏光板之間必然會形成瞬間大量的靜電電荷分離之行為，通常這種電荷分離發生的時間都非常短，甚至在數百奈秒(ns)以內的時間內就發生了，因此瞬間的靜電產生量也不是使用一般的表面靜電電場量測儀(Surface Electrostatic Field Meter)就可以量得到，因為它是用來量測物體在靜態下的表面電場，再與相對零電位面(歸零設定時的參考表面電位)比較而換算出電壓值。因此在量測時，還需考慮到量測待測物的表面是否有可穿透電場的材料，若是有此材料存在，那所量測到的靜電場電位應還要包含表面材料以下的靜電電荷所形成的電場加成。然而，對移除液晶顯示面板表面保護膜所形成靜電電荷的多寡，是會直接影響到內部儲存的靜電量，這主要還是決定於材料間的靜電吸附力。通常保護膜本身與貼附物間具有越大的吸附能力，瞬間產生的電荷分離量就越多，這也決定了之後組裝生產程序的風險性，因此慎選保護膜材料對LCM 的良率是一個首要關鍵。

除了上述的材料問題之外，在撕除保護膜時的方向(如圖1所示)，速度，及角度也都影響到這瞬間產生分離的靜電電荷量，及移除保護膜後的電荷重新分佈之行為。真正的問題不是出現在液晶顯示面板的表面靜電電荷殘留，而是在於液晶顯示面板內部的結構與驅動積體電路及印刷電路板間的關係，所造成的內部電荷殘留。以保護膜撕除的方向而言，對於不同的面板，因其所使用的元件特性不同，其實並沒有所謂一定最好的方向，僅有相對較安全的方向，因為若液晶顯示面板與驅動積體電路及印刷電路板上的電路設計夠安全，能安全有效排放撕膜時所產生的電荷，那在圖1中(a)或(b)的情形都有機會減少撕完保護膜後所殘存的靜電，否則為了避免這種撕膜過程中瞬間所發生的大電流直接流入驅動積體電路或印刷電路板，還是以(d)的情形相對較保守，此方向可以降低撕膜瞬間，玻璃內部線路所耦合出的大電流對驅動積體電路及印刷電路板元件的直接注入而造成破壞，以降低這個製程對驅動積體電路的立即性衝擊。但後續的組裝程序仍然需要小心注意，因為在撕膜後，液晶顯示面板

與積體電路中還是殘存了大量的電荷。

(a) (b)

(c) (d)

圖1.　各種撕除保護膜的方向。

3. 液晶顯示面板中的殘存電荷形成原因

在印刷電路板整合到液晶顯示面板之後的製程中，在液晶顯示模組的組裝站點上，都會有使用靜電消除器以達到待組裝物表面與環境的等電位面，因此在保護膜移除後，液晶顯示面板的偏光板表面電位都希望會儘量與環境同電位。然而事實上，在撕完保護膜後，馬上使用表面靜電電場量測儀量測時，即使靜電消除器持續作用在面板上，卻發現液

晶顯示面板表面依然有甚高的靜電電場反應，甚至有些面板於燈光下更可看出其中繽紛的彩色或不均衡的灰階畫面出現，這其實就是表示在撕完保護膜後，液晶顯示面板中確實還有電荷存在於控制液晶的電極層(Electrode)中，而不是在液晶顯示面板表面。但因為顯示面板中殘存電荷的靜電電場是可以透過玻璃到液晶顯示面板表面上，因而使得表面靜電電場量測儀可以量測到。

其實，在保護膜每一單位面積中，於撕離的瞬間，液晶顯示模組內部就已形成了許多外面環境不一定都能控制到的電荷重新分佈之行為，這些電荷的重組，除了前述因為材料本身的靜電產生能力之根本問題外，又與液晶顯示面板的特性，驅動積體電路元件，以及印刷電路板之間的電路特性都有極密切的關係。因為在撕離的瞬間，被分離開的電荷，會在此同時與液晶顯示面板中的金屬層形成電容耦合效應，由於撕保護膜時對空間產生的電位變化，在基本的物理定律下，電場需呈現連續性(E +=E -，即物質不滅定律在電性上的表現)，因此在液晶顯示面板中的電荷必需重新分配，以達到一個連續性電場

。

圖2.　一個圖素的TFT 液晶顯示面板的立體

結構

圖3.　TFT 液晶顯示面板的單一元件之截面結構

就以TFT 液晶顯示面板為例，在液晶顯示面板的彩色濾光片(Color Filter)下與液晶層間，又有連接做為共同電極層(Common Electrode)的導電金屬ITO(Indium Tin Oxide)層，而在玻璃基座上有控制液晶旋轉的像素顯示電極層(Pixel Display Electrode)，以及TFT 元件的資料訊號線(Data or Column Electrode)和閘極控制線(Gate or Row Electrode)，如圖2及圖3中所示，這層層的結構中形成了許多的串聯電容效應。其中電荷的重新分配並不是由各層獨立的分散式分配，因為上面所提及的各金屬層皆分別連接到了閘極驅動積體電路(Gate Driver IC)、源極驅動積體電路(Source Driver

IC)及印刷電路板中的各積體電路元件，而各層間所連接到的這些元件，因此所構成的電路相當複雜，在顯示面版中有時又加入了一些測試用的元件，也會與外部的積體電路元件交錯接在一起，整個系統又透過一些不同的電源線及地線或負壓線連接在一起。因此可以將系統簡化成圖4中的關係電路圖，其中各積體電路元件中的輸出輸入級，不外乎都有一些靜電放電防護的電路存在，透過這些靜電放電防護電路就會將各電源間交織成緊密的系統網，因此使用這個簡化的模型來了解電流的流向

。

圖4.　TFT 液晶元件，驅動積體電路，及印刷電路板間

的簡易關係

在要了解其電流流向前，需先在心中切記這時的系統是不上電源的，因為在分析的過程往往會被那個電源在幾伏的刻板映像所左右，而實際發生靜電放電現象時，都是在未接上電源的情況。首先看圖3的基本實體截面結構，假設在撕膜的瞬間，保護膜帶走了負電荷後，在液晶顯示面板的偏光板表面會留下正電荷，在此同時，共用電極層(即接到電路中的Vcom)會被耦合出負電荷，這時負電荷的來源會透過Vcom 迴路所連接的OP 來提供，如圖4所示，而積體電路中的輸入輸出端，一般都會設計有靜電放電防護用的二極體(Diode)，連接到的電源為VDDA 及VSSA ，而在VDDA 及VSSA 間也會有全晶片的靜電放電防護設計[6]，因此這個OP 對電荷供應的能力，及其輸出輸入與電源間對大電流的耐受能力及其導通特性，就非常重要，因為其主宰了後續的所有行為。在VDDA 及VSSA 間通常也會有連接著產生參考電位的Gamma 電阻串，在許多情形下都會使用到OP 來穩定Gamma 電位，這VDDA/VSSA 通常都是直接與源極驅動積體電路的VDDA/VSSA 做並聯處理。而在Gamma OP 、源極驅動積體電路或是印刷電路板中使用到VDDA 及VSSA 的積體電路元件也都會有設計從VDDA 到VSSA 的靜電放電防護元件存在，其中因為VSSA 或VGL 多為接到半導體元件的P 型基體(P-Substrate)端，在未加電源的情形下，基體端的多數載子為電洞(Hole)，VDDA 或VGH 在積體電路中所接到的都是一些N 型井區(N-Well)，N 型井區中的多數載子則為電子(Electron)。在LCM 生產過程中所有電路的接腳都屬浮接的作用下(即沒有

外加電源)，因為Vcom需要負電荷，而在未供電下的半導體中有負的自由電荷來源的都是在N型井區或N型摻雜區(N- implant)，這些負電荷就透過二極體到的Vcom的電極層中，積體電路中的N 型井區會失去大量的電子，而這些電子就成為了Vcom的負電荷來源，而這N型井區就連在VDDA 的導線上，自然也會從這條路徑上去取得更多的自由電荷。最後積體電路中的N型井區缺了自由電子就如同被偏壓在正電位，而使得連接到液晶顯示面板端的驅動積體電路之輸出端也開始有動作出現。同樣類似的情形也發生在源極積體電路的輸出端，在共同電極層被耦合出負電位後，相對在更下層的像素顯示電極層，資料訊號線，以及閘極控制線就會被耦合出正電荷，而使得各積體電路中P型基體、P型井區(P-Well)或P型摻雜區(P-implant)的正電荷電洞被汲取出，透過地線的連接，同樣這些正電荷來源亦會從前面所提到的驅動積體電路或印刷電路板中的半導體元件來提供，對整個系統而言，就是電荷重新再分佈。

另外，在電源管理的電路中，對閘極驅動積體電路的VGH及VGL也都需要藉由VDDD，VDDA及VSSA來產生，因此其間也有一些相關的電路存在，這些電源電路間的耦合作用，除了需考慮在正常工作時的電源啟動程序(Power On Sequence)外，也需考慮到當系統不供電的情形下，這些電路在LCM的生產過程中，必然會有靜電電流從Vcom, VDDA, VSSA, VGH, VGL等些路徑流入時，這些電路必需提供具有安全排放靜電的能力。就實際的情況中，因為各積體電路元件都有基本的靜電放電防護設計，所以大多數的設計都是安全的，但是因為VGL還會連接到面板中的測試元件(Panel Test Cell)，因此會造成較複雜的關聯性外。其它系統電源對靜電防護的設計，應就其供電能力、靜電放電安全能力及瞬間導通特性間，做相互的考量。另外，在顯示面板中測試元件線路的電路佈局，印刷電路板的佈局或驅動積體電路中的佈局，也會形成不可忽略的寄生電容或可能危險的直接放電路徑，這也會反應在後續的組裝過程中，內部電路是否會被這些寄生電容耦合效應所啟動，也都需小心處理。這些電容耦合效應影響到的，並不僅是在於驅動積體電路的內部，對於閘極驅動積體電路中的啟動電路(一般稱XAO或XON)之訊號是否會被耦合觸發，也是一個重要關鍵。

前面提到VDDA或VGH都被觸發到相對較高的電位後，首先看閘極驅動積體電路所接到的閘極控制線，其被瞬間耦合到較高電位，因而使得液晶面板中的TFT元件被開啟，自由電子則從閘極驅動積體電路的輸出電路被排擠到了VGH中的電子空位，而在VGL中的電洞也部份與這些電子耦合，使得VGL帶了相對更低的電位，但因VGL即積體電路的晶背，它會與空氣接觸，此時靜電消除器仍在作用中，因此仍有電洞或電子的來源，但N型井區因存在於積體電路的內部，又多處於二極體逆向偏壓的情形下，因此在之前的大量電荷的移動後，僅能靠其逆偏擴散電流及電路中的漏電電流來消散存在其中的電位，這通常並不是數秒鐘內可以排放掉，常需達到數分鐘甚至更久。而其接到閘極控制線的輸出端則因VGL的關係，不久之後就會被拉到一個相對較低的電位，又使得液晶顯示面板中的TFT元件關閉。

再看源極驅動積體電路所接到的資料訊號線，則因為閘極控制線的開啟瞬間，來自基體端的大量電洞得以透過源極驅動積體電路的輸出端，大量注入到了像素顯示電極層中，但因閘極控制線被拉低電位關閉了TFT元件後，在像素顯示電極層內的電洞還未能來得及回流釋出，因此在撕完保護膜後，這些電荷卻未能馬上從液晶顯示面板的資料訊號線釋放掉，因此形成像素顯示電極層中的殘存電荷。在共用電極層的部份因為有接到印刷電路板中的積體電路元件，其電位也會被VSSA影響到，因此在撕完保護膜後量測液晶顯示面板的表面時，當然會量測到有一極大的靜電場存在，這即是存在於液晶顯示面板中之像素顯電極層中的殘存電荷所造成的靜電電場。因此在閘極或源極驅動積體電路的輸出端，若在其COF/TCP/FPC上留有測試孔，因為這條路徑是直接連到控制或儲存電荷重新分佈的重要線路，一旦其被觸發，就將發生不幸的大量靜電放電電流。

4. 殘存電荷的靜電擊傷及電性過壓破壞

然而殘存在液晶顯示面板中像素顯電極層的殘存電荷也並非是穩定的，一方面因閘極驅動積體電路本身的輸出端也並非穩定地接到如正常工作時的最負電壓，因此液晶顯示面板中的TFT元件，也並非完全處於閉鎖狀態，它受到閘極驅動積體電路之狀態影響

甚大。

(a)(b)

圖5. (a)COF或(b)COG的Gate Driver在組裝時發生的靜電放電現象。

在撕完保護膜後還有一連串的測試及組裝流程，在這時的液晶顯示模組還是半成品，在後面的這些程序中，很難去限制作業員對這些半成品中的一些金屬接點或驅動積體電路的晶背，不去碰觸到它們。因此在撕膜後的這些程序中，非常容易造成因不同電位的接觸，而形成瞬間的放電現象出現，這個放電行為，就屬於模組儲存電荷模式的靜電放電，其中最需注意到的是，在印刷電路板中的電路及驅動積體電路間造成對閘極驅動積體電路的輸出級，耦合到高電位的情形。輸出級會被耦合到較高電位的可能性有幾種，一個是閘極驅動積體電路的晶背受到觸碰，如圖5所示，使得輸出端得到較高

的電位；另一種是在啟動電路上受到一個耦合電位(通常為低電位)，使得輸出電路全開。

在前述的兩種情形下，這時殘存在液晶顯示面板中像素顯示電極層的這些電荷，瞬間得到了釋放的機會，大量帶正電的電洞往源極驅動積體電路的輸出端注入，當輸出端的電位高於VDDA 時，大量的電洞選擇了先充到VDDA 後再流入VSSA 的路徑，因此VDDA 流到VSSA 的路徑首當其衝，除了積體電路中的電源線及靜電放電防護電路外，積體電路中的Gamma 輸出輸入電路及串聯電阻或是Gamma OP 也同樣需承受一定量的放電電流。此外，因靜電電流注入了VDDA 端後，由於系統的設計，其它也還有許多路徑都有可能提供靜電排放的，這時需注意在這樣的電荷量下，是否是一條安全的排放路徑，這樣的放電是否會造成液晶顯示面板，驅動積體電路，或印刷電路板中的元件被這瞬間釋放出的靜電電流所擊傷，一旦元件被擊傷後，之後的檢測就會發現有一些故障品的出現，如圖6(a)所示源極驅動積體電路輸出端的故障現象，就是出現在B 檢站。而在這些各種的靜電放電破壞中，對於由於晶背的接觸所造成的靜電擊傷更是特別，如圖6(b)所示即為閘極積體電路中的內部電路在B 檢站中發現的G 側故障情形，因為在驅動積體電路中的電荷累積，也有機會直接從這個接觸路徑直接做電荷交換，而直接造成積體電路中內部電路的破壞，這樣的靜電破壞有時會高達6%的故障率出

現。

(a) (b)

圖6. 在組裝過程中，受到ESD 破壞的(a) 源極積體電路之Output 輸出電阻，及(b) 閘極積體電路之內部電路。

在撕完保護膜後的作業，也應避免有直接測試的行為出現，一般也很少會馬上進行點亮檢測，因為若有這個動作，這些訊號排線不論是否有熱插拔(Hot Plug)的行為，都有機會造成液晶顯示面板中的殘存電荷重新再分佈，形成瞬間的靜電放電電流，特別是有熱插拔的現象出現時，那就更危險了，因為殘存電荷加上外加電源的雙重衝擊下，半導體元件多半無法承受如此的大電壓。然而，一般在撕完保護膜後，多屬裝配的程序，這時若有發生前述的不安全殘存靜電放電之過程，那就可能造成有些元件的某些位置會被這殘存靜電所擊傷，之後到了檢測階段時，因為這些擊傷的位置，就結構上有可能都在類位置，而就電性上則多與VDDA 、VSSA 、VGH 、VGL 、甚至是VDDD 有關，因此一旦電源訊號接上以後，若有短路擊傷存在積體電路中，大多都會形成電性過壓破壞的現象出現，

僅有少數情形是傷在非電源相關電路上的破壞(雖是少數情形，但一旦發生，故障率依然是很可觀~0.3%-6%)。因此，在退回故障品做解析時，只有這種少數類型在做到了實體故障分析(Physical Failure Analysis, PFA)才能明顯地辨識出，否則大多的退回故障品，在實體故障分析時所發現的現象，都是電性過壓的破壞，而大多數的電性過壓破壞，因為實際外在環境(即發生時的第一現場及原模組)多已遭到破壞，而積體電路內部也已燒熔，往往要去追追朔其真正原因都非常困難，因此當有這些現象時續發生時，到達廠線的仔細觀察就非常重要。

而另一方面，若在前面的過程中僥倖都未發生靜電放電，而閘極驅動積體電路也未被觸發，即電荷仍存在於液晶顯示面板中或是積體電路內部中的部份元件時，這時電源訊號接上後，會在VDDA 、VSSA 、VGH 、及VGL 上形成極大的雜訊干擾，而半導體積體電路本身都有一定的耐壓限度，及電閂鎖(Latch-Up)耐受度，在如此大的雜訊下，不是造成接面崩潰(Junction Breakdown)，就是造成電源上的瞬間暫態電閂鎖(Transition Latch-Up, TLU)大電流，如此也一樣會造成驅動積體電路的電性過壓破壞，但這種為單純的瞬間大電流的電性過壓破壞，一般在做實體故障分析時，都不會看到積體電路中的半導體元件的基體破壞(Substrate Damage)，多是金屬層的熔融狀態，如圖7

所示。

(a) (b)

圖7. 內部電路在組裝後測試時的EOS 現象之FA 解析

5. 結論

因此綜合以上之討論，在印刷電路板整合到液晶顯示面板後的製程，除了保持環境的工作平台、人員、待組裝物的等電位之基本要求外，首先要正本清源的是要認清在於殘存電荷的來源，保護膜的材料及撕膜的方向等，都會影響到殘存在TFT 液晶顯示面板中的殘存電荷總量，因此材料的選擇在降低靜電殘存實為第一要素。接著在撕完保護膜後的組裝程序中，應避免直接(如桌面)或間接(如金屬框，人員無塵服等)之接地點去碰觸到半成品的金屬裸露處，例如印刷電路板上的測試點或驅動積體電路的測試孔及其晶背等，因為這些位置通常是有電位的，萬萬不可冒然做接地的處理，若要使用直接接觸的方式去消除靜電，也必需要使用靜電消散(Electrostatic Dissipative)材料去做接觸。在印刷電路板中的電路在整體的電源規劃上，需要全面考量，儘量落實在各電源到接地端，都能提供較安全的靜電放電排放路徑。以及注意Vcom 電路或是Gamma

電路所使用的OP，在不供電的情形下，其在瞬間導通時的特性是否會形成瞬間大電流，例如使用傳輸線觸波(Transmission Line Pulsing, TLP)產生器去核定所使用的積體電路在瞬間導通時的特性，分析比較各元件間的風險性，以減少撕膜期間的靜電放電擊傷及測試過程中的電性過壓破壞。並注意閘極驅動積體電路中，啟動訊號的寄生耦合作用，及各電源的耦合作用，特別是在印刷電路板中的佈局，要能在以閘極驅動積體電路被啟動後，還能以安全之方式排放殘存電荷為設計原則，以減少這類殘存電荷對各積體電路元件的靜電放電擊傷及電性過壓破壞。並避免測試過程中，使用了熱插拔的方式來做測試，在組裝過程的排線設計中，也儘量能使得殘存電荷安全排放後，才做進一步的測試程序。

一切處理靜電放電防治的最高指導原則，就是以建立工作環境中的各物體間維持在一個等電位面為目標，而以安全排放靜電為手段，進而達到預防勝於治療的理想，而能提升工廠良率，降低客退率，更節省了產品的生產成本，達到多贏的局面。

誌謝：

最後要感謝CMO(台南各廠/寧波/佛山)，CPT(八德/龍潭/吳江/福州/深圳)，Hannstar(南京)，CTOC(福清)， InnoLux(龍華)各公司在兩岸各地的LCM廠多年來之合作協助，使得生產線上的許多現象都可以找到根本問題並研究出其基本原理，且獲得改善之驗證。

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Devices, vol. 46, No.1 , pp. 173-183, 1999.

静电放电抗扰度试验 IEC T 标准总结及重点分析

静电放电抗扰度试验|IEC61000－4－2|GB/T17626.2标准总结及重点分析 1.1静电放电的起因： 静电放电的起因有多种，但GB/T17626.2-2006主要描述在低湿度情况下，通过摩擦等因素，使人体积累了电荷。当带有电荷的人与设备接触时，就可能产生静电放电。 1.2试验目的： 试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。它模拟： （1）操作人员或物体在接触设备时的放电。 （2）人或物体对邻近物体的放电。 静电放电可能产生的如下后果： （1）直接通过能量交换引起半导体器件的损坏。 （2）放电所引起的电场与磁场变化，造成设备的误动作。 1.3放电方式： 直接放电（直接对设备的放电）：接触放电为首选形式；只有在不能用接触放电的地方（如表面涂有绝缘层，计算机键盘缝隙等情况）才改用气隙放电。 间接放电：水平耦合，垂直耦合 1.4静电放电发生器原理图及波形参数： 注：图中省略的C d是存在于发生器与受试设备，接地参考平面以及偶合板之间的分布电容，由于此电容分布在整个发生器上，因此，在该回路中不可能标明。

静电放电发生器简图 波形参数 等级指示电压 /kV 放电的第一个峰 值电流/A(±10 ﹪) 放电开关操作时 的上升时间t r/ns 在30ns时的电 流/A(±30﹪) 在60ns时的 电流/A(±30 ﹪) 127.50.7～142 24150.7～184 3622.50.7～1126 48300.7～1168 1.5试验的严酷度等级： 1a接触放电1b空气放电 等级试验电压/kV等级试验电压/kV 1 2 3 4 X1） 2 4 6 8 特殊 1 2 3 4 X1） 2 4 8 15 特殊 1）“X”是开放等级，该等级必须在专用设备的规范中加以规定，如果规定了高于表格中的电压，则可能需要专用的试验设备。

ESD静电产品检测规范

1.目的: 1.1编拟本静电防护外围环境设施检测办法是要以一有系统之管制方式,以求 达到本厂静电防护设备之完善管理检测系统. 1.2避免经过长时间使用,防护设备或材料由于自然或人为之破坏以致丧失其 ESD作用. 2.范围: 适用于XX电子有限公司,保护ESD敏感性电子组件及产品所使用的所有相关材料. 3.权责: 3.1工程部:负责制订静电防护外围设施材料检测规范. 3.2各相关部门:依循静电防护外围设施材料检测办法实施,及相关资料归档. 4.参考文件: 4.1 ANSI/EIA-625 4.2 ANSI/ESD S20.20-1999 5.定义及相关朮语: 5.1 ESD(Electrostatic Discharge):静电放电 5.2 EOS(Electrical Over Stress):电压过应力 5.3CGP(Common Ground Point)共同接地点 5.4 EPA(ESD Protected Area)静电防护区 6 流程图:

6.1 无. 7 内容 7.1.导电地板测试 Floor Materials test spec: Resistance to Ground point : 104Ω~ 106Ω Resistance top to top :104Ω~ 106Ω 测试仪器:数显式双锤表面阻抗测试器(测试电压:10V) 7.1.1测试方法 7.1.1.1将表面阻抗测试仪拨至10伏檔位. 7.1.1.2用潮湿的抹布将地面和双锤擦拭干凈. 7.1.1.3连接表面阻抗测试仪,分别将双锤放在地板上或一端放在地板上 另一端接接地测试点.(注意两测试点的距离不可超过90cm) 7.1.1.4按住测试键(约3秒)后,读取仪器上所显示的数值. 7.1.2作业规范 7.1.2.1平均每1000平方英尺必须有壹个测试点. 7.1.2.2地板检测及清洗周期为每30天1次. 7.1.2.3地板清洗时需先用洗地机将地板澈底洗干净,再进行打腊将地板

《静电场》难题汇编

第七部分 静电场 第一讲 基本知识介绍 在奥赛考纲中，静电学知识点数目不算多，总数和高考考纲基本相同，但在个别知识点上，奥赛的要求显然更加深化了：如非匀强电场中电势的计算、电容器的连接和静电能计算、电介质的极化等。在处理物理问题的方法上，对无限分割和叠加原理提出了更高的要求。 如果把静电场的问题分为两部分，那就是电场本身的问题、和对场中带电体的研究，高考考纲比较注重第二部分中带电粒子的运动问题，而奥赛考纲更注重第一部分和第二部分中的静态问题。也就是说，奥赛关注的是电场中更本质的内容，关注的是纵向的深化和而非横向的综合。 一、电场强度 1、实验定律 a 、库仑定律 内容； 条件：⑴点电荷，⑵真空，⑶点电荷静止或相对静止。事实上，条件⑴和⑵均不能视为对库仑定律的限制，因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体，非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正（如果介质分布是均匀和“充分宽广”的，一般认为k ′= k /εr ）。只有条件⑶，它才是静电学的基本前提和出发点（但这一点又是常常被忽视和被不恰当地“综合应用”的）。 b 、电荷守恒定律 c 、叠加原理 2、电场强度 a 、电场强度的定义 电场的概念；试探电荷（检验电荷）；定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段；电场线是抽象而直观地描述电场有效工具（电场线的基本属性）。 b 、不同电场中场强的计算 决定电场强弱的因素有两个：场源（带电量和带电体的形状）和空间位置。这可以从不同电 场的场强决定式看出—— ⑴点电荷：E = k 2 r Q 结合点电荷的场强和叠加原理，我们可以求出任何电场的场强，如—— ⑵均匀带电环，垂直环面轴线上的某点P ：E = 2 322 ) R r (k Qr ，其中r 和R 的意义见图7-1。 ⑶均匀带电球壳 内部：E 内 = 0

静电放电抗扰度测试仪作业指导书

静电放电抗扰度测试仪作业指导书 1. 目的 本规范规定了ESD-2005静电放电抗扰度测试仪的操作方法、维护保养及安全规范，指导操作人员正确作业。 2. 适用范围 测试中心静电放电抗扰度测试仪（ESD-2005） 3. 检测单位 质控部 4. 设备操作方法 4.1静电放电抗扰度测试仪测试面板说明： ○1放电电压极性切换按钮 ○2显示窗 ○3电压设定选择按钮 ○4防电间隔时间设定选择按钮 ○5放电次数设定选择按钮

○6 IEC标准放电电压指示灯 ○7 IEC标准放电电压设定按钮 ○8移位按钮 ○9数字加1按钮 10 数字减1按钮 ○ 11‘DISCHARGE MODE’选择按钮 ○ 12 气隙放电模式指示灯 ○ 13 接触放电模式指示灯 ○ 14 电源开关 ○ 15 高压输出指示灯 ○ 16‘TRIGGER MODE’选择按钮 ○ 17‘STOP’按钮 ○ 18‘STOP’按钮指示灯 ○ 19‘START’按钮 ○ 20‘START’按钮指示灯 ○ 21‘20pps’触发模式指示灯 ○ 22‘COUNT’触发模式指示灯 ○ 23‘SINGLE’触发模式指示灯 ○ 24 高压插座 ○ 4.2操作指南 4.2.1 放电电压设置 首先点按钮○3进入放电电压设置状态，此时放电电压显示窗口十位数以闪烁方式 10可以改变该位数字，而后点按钮○8移动输显示，表示该位处于编辑状态。此时点按钮○9、○ 入位到个位数，此时放电电压设定值的十位数已输入仪器，放电电压显示窗口个位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态，点按纽○3退出放电电压设置状态。 4.2.2 放电电压极性设置 点按纽○1即可实现切换电压极性的操作。 4.2.3 放电间隔时间设置 首先点按纽○4进入放电间隔时间设置状态（注意：触发模式应为COUNT），此时放

静电放电测试规范

静电放电测试规范1.测试目的：为使静电干扰耐受性测试时,能有一统一之规范及流程可供依 循,特订定本程序书,本试验的目的是仿真静电对电子产品所造成的干扰,并判别其耐受性。 2.适用范围：执行静电干扰耐受性测试时,适用之。 3.名词定义： 3.1ESD：electrostatic discharge(静电放电),当两个不同电位的物体, 直接接触或非常靠近时所产生的电荷放电现象。 3.2RGP：一个平坦之导电表面并以其电位作为共同的基准。 3.3Contact discharge：接触放电,直接的静电放电试验方法的一种,由产 生器的电极尖端直接接触EUT,并以产生器之放电开关实施静电放电。 3.4Air discharge：空间放电, 直接的静电放电试验方法的一种,由产生 器的圆形充电电极快速接近EUT,而产生火花的静电放电。 3.5EUT：待测设备。 3.6Degradation：劣化为EUT受电磁干扰所造成的产品功能障碍。 3.7HCP：水平耦合面,用以模凝邻近EUT的物体对EUT的静电放 电所使用的水平金属面板。 3.8VCP：垂直耦合面,用以模凝邻近EUT的物体对EUT的静电放电所使用 的垂直金属面板。 4.职责： 测试服务，案件执行。 场地维护。

提供相关信息于测试服务上。 5.办法： 试验等级：试验等级如下 X：此等级依厂商需求而定 接触放电为优先采用的测试方法，空气放电必须是接触放电不能使用时才使用。依不同的放电测试方法而有不同的电压，其严酷度是不相同的。 ESD产生器之特性 - Rc充电电阻：50 MΩ~100MΩ. - Cs 储能电容：150pF±10%。 -Rd 放电电阻：330Ω±10%。 -输出电压极性:正与负。 -输出电压指示值之容许误差值：±5%。 -具有圆形放电电极及尖形放电电极。 -放电回路电缆,长2m。 -具有接触放电开关及空间放电开关。 -可调整之放电操作模式如单击放电极及每秒20次之重复放电。

CMTBF信赖性测试评估准则

光宝科技股份有限公司 文件名称：信赖性测试评估准则 信赖性测试评估准则 ( Reliability Review Guideline ) 1 目的： 1.1 为确保产品设计的信赖性，以及加强产品在市场之竞争力，建立〝零件额定使用率〞 ( Component Stress Test ) 及〝机种预估寿命〞(MTBF Prediction) 之信赖性准则， 用以为厂内设计验证之依据。 1.2 提早介入及加速产品之成熟度。 1.3 避免上市后之风险。 2. 范围： 凡是本公司电源事业部所开发之产品均适用之。 3. 权责： 3.1 零件额定使用率 ( Component Stress Test ) 及机种预估寿命 (MTBF Prediction) 由信赖性 工程师负责测试，Component Stress De-rating 之定义由设计部及信赖性共同定义。 3.2 测试样品由设计工程师负责提供，且须经过Bench Test 测试，或有机种之验证报告。 3.3 信赖性完成之测试报告须会签设计部及其部门主管认可后，才可对外发行。 3.4 信赖性完成之测试报告文件，均须透过DOC 才能对外发行。 4. 参考标准： 4.1. 零件额定使用率参考准则 ： ISO 9001 NPS-MD-P-013。 4.2. 机种预估寿命( MTBF )参考准则： MIL-STD-217F, Bellcore TR332 ISSUE 6。 5. 定义： MTBF ( Mean Time Between Failure ) ：平均间隔失效时间。 MTBF = 1/p λ(p λFAILURE RATE)610* HOURS 6. 作业流程图： 6.1 信赖性测试评估作业流程图如 附件1 7. 作业内容： 7.1 新产品导入会议 ( Kickoff Meeting )： 7.1.1 新机种由业务主导之新产品会议中决定： 7.1.1.1. 决定样品 ( SAMPLE ) 及其它资料日期. 7.1.1.2. BLUE BOOK 发出之日期. 7.1.1.3. 信赖性工程师应于EVT 阶段开始执行评估, 且必须于Pilot run PCB 修改定案之前 完成零件额定使用率之测试与评估, 以符合量产及客户的需求。

电场的对称性解题

电场的对称性解题 带电薄板和点电荷的电场都具有对称性。等量异号（或同号电荷）的电场具有对称性。带电量相等的异号带电粒子在同一电场中运动轨迹具有对称性。 1、(2006全国)ab 是长为l 的均匀带电细杆，P 1、P 2是位于ab 所在直线上的两点，位置如图所示，ab 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1，在P 2处的场强大小为E 2，则以下说法正确的是（ ） A ．两处的场强方向相同，E 1＞E 2 B ．两处的场强方向相反，E 1＞E 2 C ．两处的场强方向相同，E 1＜E 2 D ．两处的场强方向相反， E 1＜E 2 2、（2005上海）带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄 板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板 在图中b 点处产生的电场强度大小为＿＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿．(静电力恒量 为k) 3、（2013全国I ）如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q 的固定点电荷。已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) （ ） A.3kq /R 2 B. 10kq /9R 2 C. k (Q +q )/R 2 D. k (9Q +q )/9R 2 4、（2013安徽）如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满0z <的空间，0z >的空间为真空。将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上 h z = 点与球心O 的轴线，在轴线上有M 、N 两点，OM=ON=2R ．已知M 点的场强大小为E ，则N 点的场强大小为

静电场基本问题总结

静电场基本问题总结 静电场的基本问题 一、电场的几个物理量的求解思路 1．确定电场强度的思路 (1)定义式：E=F q . (2)库仑定律：E=kQ r 2(真空中点电荷，或近似点电荷的估算问题)． (3)电场强度的叠加原理，场强的矢量和． (4)电场强度与电势差的关系：E=U d (限于匀强电场)． (5)导体静电平衡时，内部场强为零即感应电荷的场强与外电场的场强等大反向 E 感=-E 外． (6)电场线(等势面)确定场强方向，定性确定场强． 2．确定电势的思路 (1)定义式：Φ=E p q . (2)电势与电势差的关系：U AB =ΦA -ΦB . (3)电势与场源电荷的关系：越靠近正电荷，电势越高；越靠近负电荷，电势越低． (4)电势与电场线的关系：沿电场线方向，电势逐渐降低． (5)导体静电平衡时，整个导体为等势体，导体表面为等势面． 3．确定电势能的思路 (1)与静电力做功关系：W AB =E p A -E p B ，静电力做正功电势能减小；静电力做负功电势能增加． (2)与电势关系：E p =q Φp ，正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越低处电势能越大． (3)与动能关系：只有静电力做功时，电势能与动能之和为常数，动能越大，电势能越小． 4．确定电场力的功的思路 (1)根据电场力的功与电势能的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，W AB =E p A -E p B . (2)应用公式W AB =qU AB 计算： 符号规定是：所移动的电荷若为正电荷，q 取正值；若为负电荷，q 取负值；若移动过程的始点电势ΦA 高于终点电势ΦB ，U AB 取正值；若始点电势ΦA 低于终点电势ΦB ，U AB 取负值． (3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功：W=qEl cos θ. 注意：此法只适用于匀强电场中求电场力的功． (4)由动能定理求解电场力的功：W 电+W 其他=?E k . 即若已知动能的改变和其他力做功情况，就可由上述式子求出电场力做的功． 【例1】 电场中有a 、b 两点，已知Φa =-500 V ，Φb =1 500 V ，将带电荷量为q=-4?10-9C 的点电荷从a 移到b 时，电场力做了多少功？a 、b 间的电势差为多少？ 解析 电场力做的功为：W ab =E p a -E p a =q Φa -q Φb =- 4?10-9C ?(-500-1 500)V =8?10-6 J a 、 b 间的电势差为：U ab =Φa -Φb =-500 V -1 500 V =-2 000 V . 答案 8?10-6 J -2 000 V 变式训练1 如图1是一匀强电场，已知场强E=2?102 N /C .现让一个电荷量q=-4?10-8C 的电荷沿电场方向从M 点移到N 点，MN 间的距离l=30 cm .试求： (1)电荷从M 点移到N 点电势能的变化； (2)M 、N 两点间的电势差．

整机静电放电抗扰度(ESD)试验

整机静电放电抗扰度(ESD)试验评价方法

整机静电放电抗扰度（ESD） 试验评价方法

整机静电放电抗扰度（ESD）试验评价方法 1 范围 本标准规定了家用空调器、商用空调器、除湿机产品的整机、遥控器的电磁兼容（EMC）试验方法。 本标准适用于美的家用空调国内事业部。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工 具和类似器具的要求第2 部分：抗扰度——产品类标准GB/T 4365-2003 电磁兼容术语 GB/T 17626.2-1999 电磁兼容试验和测量技 术静电放电抗扰度试验3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。 3.1 EUT equipment under test 受试设备。 3.2 ESD electrostatic discharge 静电放电，具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。 3.3 耦合板coupling plane 一块金属片或金属板，对其放电用来模拟对受试设备附近物体的放电。 HCP:水平耦合板；VCP:垂直耦合板。 3.4 直接放电direct application 直接对受试设备实施放电。 3.5 间接放电indirect application 在与受试线路没有任何电连接的情况下，以共模形式将干扰信号耦合到受试线路的、具有规定尺寸和特性的一种装置。 3.6

《真空中的电场》选择题解答与分析

12 真空中的静电场 12.1电荷、场强公式 1. 如图所示，在直角三角形ABC 的A 点处，有点电荷q 1 = 1.8×10-9C ，B 点处有点电荷q 2 = -4.8×10-9C ，AC = 3cm ，BC = 4cm ，则C 点的场强的大小为 (A) 4.5104(N C -1). (B) 3.25104(N C -1). 答案：(B) 参考解答： 根据点电荷的场强大小的公式， 点电荷q 1在C 点产生的场强大小为 )C (N 108.1)(41 42 011-??== AC q E πε，方向向下． 点电荷q 2在C 点产生的场强大小为 )C (N 107.2) (4142 022-??== AC q E πε，方向向右． C 处的总场强大小为：),C (N 1025.3142 221-??=+=E E E 总场强与分场强E 2的夹角为.69.33arctan 02 1 ==E E θ 对于错误选择，给出下面的分析： 答案(A)不对。 你将)C (N 105.410)7.28.1(14421-??=?+=+=E E E 作为解答。 错误是没有考虑场强的叠加，是矢量的叠加，应该用 ),C (N 1025.3142 221-??=+=E E E 进入下一题： 2. 真空中点电荷q 的静电场场强大小为 2 041r q E πε= 式中r 为场点离点电荷的距离．当r →0时，E →∞，这一推论显然是没有物理意义的，应如何解释？ 参考解答： 点电荷的场强公式仅适用于点电荷，当r →0时，任何带电体都不能视为点电荷，所以点电荷场强公式已不适用． 若仍用此式求场强E ，其结论必然是错误的．当r →0时，需要具体考虑带电体的大小和电荷分布，这样求得的Ｅ就有确定值． 进入下一题： 12.2高斯定理

静电放电抗扰度测试

静电放电抗扰度测试 1 静电的产生与危害静电放电是一种自然现象,经验表明,人在合成纤维的地毯上行走时,通过鞋子与地毯的摩擦,只要行走几步,人体上积累的电荷就可以达到10-6库仑以上(这取决于鞋子与地毯之间的电阻),在这样一个"系统"里(人/地毯/大地)的平均电容约为几十至上百pF,可能产生的电压要达到15kV. 研究不同的人体产生的静电放电,会有许多不同的电流脉冲,电流波形的上升时间在100ps至30ns之间.电子工程师们发现,静电放电多发生于人体接触半导体器件的时候,有可能导致数层半导体材料的击穿,产生不可挽回的损坏静电放电以及紧跟其后的电磁场变化,可能危害电子设备的正常工作。 2 静电放电试验 GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下,通过摩擦使人体带电.带了电的人体,在与设备接触过程中就可能对设备放电. 静电放电抗扰度试验模拟了两种情况: ⑴设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电,和放电对设备工作的影响; ⑵设备操作人员在触摸邻近设备时,对所关心这台设备的影响. 其中前一种情况称为直接放电(直接对设备放电);后一种情况称为间接放电(通过对邻近物体的放电,间接构成对设备工作的影响). 静电放电可能造成的后果是: (1)通过直接放电,引起设备中半导体器件的损坏,从而造成设备的永久性失效. ⑵由放电(可能是直接放电,也可能是间接放电)而引起的近场电磁场变化,造成设备的误动作. 试验配置 由于静电放电的电流波形十分陡峭,前沿己经达到0.7～1ns,其包含的谐波成分至少要达到500MHz以上,因此试验室里试验配置的规范性是保证试验结果重复性和可比性的一个关键. 下图上海三基电子工业有限公司提供的台式与落地式两种设备的试验配置. ①木制试验台1700×900×800mm ①绝缘支座1100×800×100mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm ④水平耦合板1600×800×1.5mm ④垂直耦合板支架500×500×1200mm ⑤绝缘垫板1400×600×0.5mm ⑤两端带470kΩ电阻的连接线(一根) ⑥两端带470kΩ电阻的连接线(两根) 静电放电试验的实验室 配置可以由用户自行制作,标准对此作出了规定,归结起来有以下几点: ⑴参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板(铝板易氧化,慎用).如用其他金属,厚度至少是0.65mm以上.参考接地板实际尺寸不限,要求四周均超出被试设备(指地面设备)或试验桌台面水平耦合板(用于台式设备)的每边0.5m以上.参考接地板要和试验室的保护接地线相连. ⑵水平耦合板(仅台式设备有)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考接地板相同.两块耦合板各有一根两端接有470kΩ电阻的电缆线与参考接地板相连,以便泄放试验中静电电荷.要求所用电阻有承受放电的能力;整个电缆有绝缘保护,避免与接地板短路. ⑶对台式设备,在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板,要求试验中此板不明显积聚电荷.在台式设备试验中,水平耦合板至少比试品的每一边大出0.1m.如试品太大,要么选用更大的试验台;要么选用两张同样的试验台来摆放试品,桌面上的水平耦合板不必焊在一起,而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属,只要各压住每个桌面0.3m以上即可.但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连. ⑷对地面设备,在参考接地板上要有一个0.1m高的绝缘支座,试品和试品电缆放在绝缘支座.

2020年高三物理专题 “静电场”的几个难点问题突破(解析版)

(一)“静电场”的一个命题热点——电场性质(强练提能) 1.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心O 。下列关于x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( ) A ．O 点的电场强度为零，电势最低 B ．O 点的电场强度为零，电势最高 C ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度减小，电势升高 D ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度增大，电势降低 【解析】选B 将整个圆环看做由两个半圆环组成，由对称性可知，这两个半圆环上的电荷在O 点的场强大小相等，方向相反，故合场强为零。x 轴上的各点合场强，由对称性可知，在圆环右侧的合场强方向沿x 轴向右，电势降低；左侧的合场强方向沿x 轴向左，电势降低，故O 点电势最高。由于在O 点场强为零，距O 点无限远场强为零，因此沿x 轴向左、右两侧，电场强度都呈现出先增大后减小的特征，综上所述B 正确。 2．如图甲所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E ＝2πkσ??????1－x (R 2＋x 2 )12，方向沿x 轴。现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆板，如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为x )的电场强度为( )

A ．2πkσ0 x (r 2＋x 2) 12 B ．2πkσ0 r (r 2＋x 2) 12 C ．2πkσ0x r D ．2πkσ0r x 【解析】选A 采用极限思维法结合填补法。根据半径为R 的均匀带电圆形平板在P 点的电场强度E ＝2πkσ·??????1－x (R 2＋x 2)12，可推知当带电圆板无限大时(即当R →∞)的电场强度E ＝2πkσ，对于无限大带电平板，挖去一半径为r 的圆板的电场强度，可利用填补法，即将挖去的圆板填充进去，这时Q 点的电场强度E Q ＝2πkσ0，则挖去圆板后的电场强度E Q ′＝2πkσ0－2πkσ0??????1－x (r 2＋x 2 )12＝2πkσ0·x (r 2＋x 2)12，故选项A 正确。 3.(2020·衡水模拟)如图所示，N (N >5)个小球均匀分布在半径为R 的圆周上，圆周上P 点的一个小球所带电荷量为－2q ，其余小球带电量为＋q ，圆心处的电场强度大小为E 。若仅撤去P 点的带电小球，圆心处的电场强度大小为( ) A ．E B.E 2 C.E 3 D.E 4 【解析】选C 假设圆周上均匀分布的都是电荷量为＋q 的小球，由于圆周的对称性，圆心处场强为0，则知在P 处带电量＋q 的小球在圆心处产生的场强大小为E 1＝k q r 2，方向水平向左，可知圆周上其余小球在O 处产生的场强大小为E 2＝E 1＝k q r 2，方向水平向右，带电量为－2q 的小球在圆心处产生的场强大小为E 3＝k 2q r 2， 方向水平向右。根据叠加原理E ＝E 2＋E 3，则k q r 2＝E 3，所以撤去P 点的小球后，圆心处场强大小为E 3，C 正 确。 4．[多选](2020·山东第一次大联考)如图甲所示，两个点电荷Q 1、Q 2固定在x 轴上，其中Q 1位于原点O ，a 、b 是它们连线延长线上的两点。现有一带正电的粒子q 以一定的初速度沿x 轴从a 点开始经b 点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a 、b 两点时的速度分别为v a 、v b ，其速度随坐标x 变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是( )

ESD测试操作规程

静电放电（ESD）测试指引 一、目的 规范手机静电测试方法，达到测试的准确性和可靠性 二、测试仪器设备 静电放电测试仪、静电试验台、垂直耦合板、水平耦合板、静电枪 三、测试样机的状态 静电测试前，首先检查测试样机的按键，LCD显示，背光灯、通话等各项功能都正常，保证样机是良品。 四、测试条件 测试环境：温度：15℃～35℃，湿度：30%RH～60%RH 五、测试等级 空气放电：+2KV、+4KV、+6KV、+8KV、+10KV（开发阶段：±10KV；量产阶段：±8KV）接触放电：+2KV、+4KV、+6KV（开发阶段：±6KV；量产阶段±4KV） 垂直耦合放电：+2KV、+4KV、+6KV、+8KV、+10KV 水平耦合放电：+2KV、+4KV、+6KV、+8KV、+10KV 六、测试注意事项 1、在进行放电操作时不要将枪头接触到人体，以免对人体产生危险（注意：高压危险）。 2、在信息收集时要详细，描述要清晰。 3、空气放电时不允许放电头接触到机壳本身（必须距离机壳5-10mm）。 4、翻盖机在测试时必须打开翻盖，然后再进行测试，滑盖机在测试时必须滑开方可进 行全方位测试。 5、每次静电测试后，用接地线对枪头放电的部位放电。然后检查放电部位的功能是否 正常，再继续放电。

七、静电放电（ESD）测试流程 八、测试判定标准 样机出现功能暂时性（失效时间大于3秒）或永久性失效（故障不恢复）判为不合格。 出现屏闪或3秒内可自行恢复之故障判为合格。样机出现严重外观不良(如镜片及装饰件严重掉漆)，应判定为不合格。试验样品无功能降级故障（如通话质量下降，MP3音质降低，摄相图片画面降级），存储的信息不可丢失。 九、记录 放电后进行功能测试，将测试中与到的异常情况详细清楚的记录。

关于静电场的唯一性定理

关于静电场的唯一性定理 静电场的唯一性定理被称为静电学中的一颗明珠。说说静电场唯一性定理的重大意义。 静电场的唯一性定理是以库仑定律为基础推导出来的一个极为重要和有用的定理，它是静电学中极有品位和令人赞叹的定理。静电场的唯一性定理有许多种表述。其中一种常见的表述是： 若区域V 内给定电介质分布和自由电荷分布()r ρ ，在V 的边界面S 上给定电位S ?或者电位的法向空间变化率S n ???，若区域内有导体存在，如果还给定各导体的电位或者各导体所带的自由电量，则V 内的静电场就唯一地确定了。 静电场的唯一性定理表明，一定的空间区域外界的电荷对该区域内静电场的影响，完全体现在该区域的边界面上。只要一定的空间区域内的电介质的分布和自由电荷的分布给定了，同时该区域边界面上的电位或者电位沿边界面的法线方向的空间变化率的分布给定了，那么不论外界的电荷分布怎样改变，该区域内的静电场都是唯一确定的。因此，静电场的唯一性定理给出了确定静电场的条件，为求电场强度以及设计静电场指明了方向。（镜像法就是建立在唯一性定理的基础之上的。） 更重要的是它具有十分重要的实用价值。无论采用什么方法得到解，只要该解满足泊松方程、边值关系和给定的边界条件，则该解就是唯一的正确解。因此对于许多具有对称性的问题，可以不必用繁杂的数学去求解泊松方程，而是通过提出尝试解，然后验证是否满足泊松方程、边值关系和边界条件。满足即为唯一解，若不满足，可以加以修改。 如果有人精于设计和求解静电场，那么他已经是一个有名望的专家学者了，并且享有丰厚的报酬。因此，虽然静电学是电磁场理论中相对比较简单的一门学问，请同学也不要小看它。一个外行人，有谁会相信上述有名望的专家学者的工作基础就是高中生都明白的库仑定律呢？

静电抗扰度试验原理和试验方法

静电放电抗扰度试验原理和试验方法 1 静电放电抗扰度试验原理 1.2 静电放电抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.2(等同于IEC61000-4-2) 1.3 静电放电抗扰度试验放电方式有直接放电和间接放电。 1.3.1 直接放电：设备操作人员直接接触设备时对设备的放电，和放电对设备工作的影响。接触放电为首选，空气放电是在不能用接触放电的情况下才用。接触放电：原理是静电放电器的电极尖端在具有较高电压的情况下，可以对周围接触到的其他导会发生静电释放的现象，从而形成接触放电。空气放电：原理是由于静电发生器的带电电极在接近被测电视机的某些待测部分的时候，电极和被测部分之间可以形成火花击穿通道导致电极和待测部分之间能够静电放电。 1.3.2 间接放电：设备操作人员在触摸邻近设备时，对这台设备的影响。试验时通过对水平和垂直耦合板放电，模拟电视机周边在进行静电放电时，对于电视机本身所造成的影响。测试部位是水平和垂直耦合板的最中央部分。 1.4 静电放电发生器简图如图1所示，静电放电发生器输出电流典型波形如图2所示。 图1 静电放电发生器简图 人体模型：0-10MΩ，100pF，1500Ω 图2 静电放电器输出电流典型波形 1.5静电放电测试布置如图3所示。

图3 台式设备被测试时的布局实例 1）实验台高度0.8m，上面匀布绝缘衬垫。 2）实验室的地面应该配备接地参考平面，对铜铝薄板，厚度至少为0.25mm，对其他材料的 金属薄板，其厚度至少为0.65mm。 3）接地参考平面的面积至少1 m2，其实际大小依据受试设备来决定，其大小硬保证超过待测设备或耦合板0.5m，接地良好。 4）HCP，VCP金属板的大小（1.6×0.8 0.5×0.5），厚度（同接地平面），以及与被测电视机的距离（0.1m）均有规定，并且用470 kΩ的电阻连至地，防止电荷聚集。 5) 被测设备应该离墙壁或者其他金属结构至少1m远。 注意事项： 1静电发生器放电回路的电缆长度一般为2m，不应该超过3m以保证电流波形。 2回路电缆与被测设备的距离至少是0.2m。 3 不同的测试等级，测试电压与放电电流并无线性关系，无空气放电电流。 2 静电放电抗绕度的测量方法和测试要求 2.1 环境要求 温度：25℃±5℃ 相对湿度：30%-60% 大气压力：86kPa-106kPa 电源电压：220V(1±10%) 试验设备：Schaffner NSG435 或SANKI ESD-8012 ——放电电容：150pF；——放电电阻：330Ω 2.2 试验方法

静电放电测试规范

静电放电测试规范 1.测试目的：为使静电干扰耐受性测试时,能有一统一之规范及流程可供依循,特订定本程 序书,本试验的目的是仿真静电对电子产品所造成的干扰,并判别其耐受性。 2.适用范围：执行静电干扰耐受性测试时,适用之。 3. 4. 4.2 场地维护。 4.3 提供相关信息于测试服务上。

5.办法： 5.1 试验等级：试验等级如下

5.3 实验室之测试场地配置：实验室之地面应有一铜或铝制的金属GRP,其厚度至少0.25mm。 如果使用别种金属材料，其厚度至少应有0.65mm。GRP尺寸至少1m×1m，依EUT大小而定。其每一面应超出EUT或HCP、VCP至少0.5m并连接至接地系统。EUT依使用状态架设及连接。EUT与实验室墙面及其他金属结构的距离至少1m。EUT除了所规定接地系统外，不可再有其他之接地。ESD产生器的放电回路电缆长度为2m，需连接至GRP，测试时放电回路电缆距离其他导电部分至少0.2m。HCP、VCP之材质与厚度应与GRP相同且使用两端接有470KΩ之接地线连接至GRP。其他规定如下： 5.3.1 EUT为桌上型设备之场地配置：使用高0.8m之木桌立于RGP作测试，并使用一长1.6m ×宽0.8m之HCP置于桌面，EUT及电缆以0.5mm绝缘垫与HCP隔离。EUT距离HCP各边至少0.1m。若EUT过大可使用相同之HCP以较短边相距0.3m连接，可用较大尺寸之桌面或两组桌子，此两组HCP不可搭在一起，并由两端各接470KΩ电阻之接地线个别接至RGP。如下图所示。

5.3.2 EUT属于没有接地系统之设备的测试方法：EUT 是属于设备或设备的一部份、其装设 规格或设计是不可连接至任何接地系统设备、包括可携式、电池操作双重绝缘设备 (class II equipment)。其一般性配置与5.3.1相同，但为了模凝单一静电放电，在每次放电前必须将EUT的电荷消去，EUT的金属部分，例如连接器的外壳、电池充电点、金属天线等，在实施放电前必须将电荷消除。因此需使用具有470KΩ的泄放电阻器之电缆，类似HCP、VCP所用之接地电缆。其中一颗电阻需尽量靠近EUT的测试点，最好小于20mm的距离连接，第二颗电阻需连接在电缆靠近HCP的末端(桌上型)或RGP 的末端(落地型)。使用具有泄放电阻器之电缆，会影响某些EUT的测试结果。有争议时，在测试中如果电荷在连续放电之间有足够的衰减，则优先考虑以电缆不连接的状况作测试。可以使用下列的替换方法： -在连续放电间的时间间隔，必须延长到容许从待测物的电荷自然衰减所需的时间。 -在接地电缆中有碳纤维刷的泄放电阻器(例如2×470KΩ)。 -使用空气离子器以加速待测物在其环境的自然放电过程(使用空气放电作测试时，空气离子器必须关闭)。

静电场边值问题的唯一性定理

静电场边值问题的唯一性定理 摘要：静电场边值问题及其唯一性定理是一重要知识点，定理的表述和证明都涉及较多的数学知识。由于唯一性定理的概念对于许多问题（如静电屏蔽）的确切理解有很大帮助，所以我们将给此定理一个物理上的论证，期待大家能从中有所受益. 关键词：静电场；边值；唯一性；静电屏蔽 1、问题的提出 实际中提出的静电学问题，大多不是已知电荷分布求电场分布，而是通过一定的电极来控制或实现某种电场分布。这里问题的出发点（已知的前提），除给定各带电体的几何形状、相互位置外，往往是在给定下列条件之一； （1） 每个导体的电势U K ； （2） 每个导体上的总能量Q K ； 其中K=1，2，……为导体的编号。寻求的答案则是在上述条件（称为边界条件）下电场的恒定分布。这类问题称为静电场的边值问题。 这里不谈静电场边值问题如何解决，而我们要问：给定一组边界条件，空间能否存在不同的恒定电场分布？唯一性定理对此的回答是否定的，换句话说，定理宣称：边界条件可将空间里电场的恒定分布唯一地确定下来。 2、几个引理 在证明唯一性定理之前，先作些准备工作——证明几个引理。为简单起见，我们暂把研究的问题限定为一组导体，除此之外的空间里没有电荷。 （1）引理一 在无电荷的空间里电势不可能有极大值和极小值。 用反证法。设电势U 在空间某点P 极大，则在P 点周围的所有邻近点上梯度U ?ρ 必 都指向P 点，即场强U E ?-=ρ ρ的方向都是背离P 点的（见图1-1a 。）这时若我们作一个 很小的闭合面S 把P 点包围起来，穿过S 的电通量为 0) (>?=?S d E S E ρ ρ? (1) 根据高斯定理，S 面内必然包含正电荷。然而这违背了我们的前提。因此，U 不可能有极大值。 用同样的方法可以证明，U 不可能有极小值（参见图1-1b ）。

信赖性测试标准指引

信赖性试验标准 文件编号AL-3-07-006 制定部门品保部文件版本 1.0 生效日期 制定批准

目录 1.前言－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－03 2.职责－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－04 3.盐雾试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－03 4.百格试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－04 5.酒精试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－06 6.RCA耐磨试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－11 7.耐高压试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－19 8.裸机跌落试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－12 9.包装振动试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－13 10.包装跌落试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－14 11.高温工作试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－15 12.低温工作试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－16 13.高温储存试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－1 14.低温储存试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－1 15.高低温冲击试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－17 16.老化试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－18 17.静电试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20 18.吊重试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－21 19.线材摇摆试验－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20 20.成品模拟测试－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－20

静电场中的五类图像问题

静电场中的五类图像问题 [A级——夺高分] 1.[多选]如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的v-t图像中，可能正确的是() 解析：选AB在AB的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，带负电的小球C受力沿垂直平分线，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，v-t图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性。如果PN足够远，B正确；如果PN很近，A正确。 2.(2018·宜宾模拟)在如图所示的电场中，一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，则它运动的v-t图像可能是选项图中的() 解析：选B负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，由电场线分布易知，负电荷所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，则它运动的v-t 图像可能是选项图中的B。 3．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，a、b、c三点在它们连线的延长线上，其中Q1带负电。现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动并经过b、c两点(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b、c三点时的速度分别为v a、v b、v c，其v -t图像如图乙所示。以下说法中正确的是()

A ．Q 2一定带负电 B ．Q 2的电量一定大于Q 1的电量 C ．b 点的电场强度最大 D ．粒子由a 点运动到c 点过程中，粒子的电势能先增大后减小 解析：选D 由题图乙可知，粒子从a 到b 过程做加速度减小的减速直线运动，在b 点时粒子速度最小，加速度为零。根据牛顿第二定律Eq ＝ma ，得出粒子在b 点受力为零，b 点电场强度为零，C 项错误；在b 点Q 1对带负电粒子的电场力水平向右，要使b 点粒子所受合力为零，则Q 2对带负电粒子的电场力水平向左，所以Q 2带正电，A 项错误；b 点与 Q 1的间距大于与Q 2的间距，由库仑定律F ＝k Q q r 2知，Q 1的带电量大于Q 2的带电量，B 项错误；粒子从a 点运动到c 点过程，动能先减小后增大，根据能量守恒定律知，粒子电势能先增大后减小，D 项正确。 4．两个带正电，所带电量都为q 的点电荷放在x 轴上，相距为L ，能正确反映两点电荷连线上场强E 与x 关系的是选项中的哪一个图( ) 解析：选A 由等量同种点电荷的电场强度的分布情况可知，在两点电荷连线中点处，电场强度最小为零，从两点电荷向连线中点电场强度逐渐减小，关于连线中点对称的两点电场强度大小相等，但方向相反，因此A 正确。 5.(2018·遵义模拟)某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O 点由静止开始在电场力作用下运动到A 点。取O 点为坐标原点，沿直线向右为x 轴正方向，粒子的重力忽略不计。从O 到A 运动过程中，下列关于粒子运动速度v 和加速度a 随时间t 的变化、运动径迹上电势φ和粒子的动能E k 随位移x 的变化图线可能正确的是( )