液晶電子產品的靜電分析及防護方法

李劍

液晶電子產品的靜電分析及防護方法

李劍

隨著信息技術跨越式的發展，人們對電子產品的可靠性提出了更高的要求。但是電子產品的防靜電技術一直困擾著很多工程師。本文針對液晶電子產品在品質檢測實際工作中的靜電防護技術提出了切實可行的有效方法，對液晶電子產品的品質提升具有一定的現實意義。

靜電的產生

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

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

靜電對液晶電子產品的影響分析

液晶電子產品構造原理

液晶是一種規則性排列的有機化合物，它是一種介于固體和液體之間的物質，液晶本身不能發光，是靠背板光源發光產生圖像，通過改變電場使液晶分子的排列產生變化來顯示圖像的。不加電場時，入射光經過偏光板后通過液晶層，偏光被分子扭轉排列的液晶層旋轉，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，電極面呈現黑暗狀。

為保證顯示效果，保證顯示正常，產生穩定、精確的電場來控制液晶分子非常重要。

靜電對液晶電子產品的危害

靜電放電失效模式。突發性失效指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規定的功能，主要表現為開路、短路或參數嚴重漂移。

潛在性失效指靜電放電能量較低，僅在元器件內部造成輕微損傷，放電后器件電參數仍然合格或略有變化。潛在性失效比突發性失效有更大的危險性，一方面難以通過檢測發現，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。

靜電導致的顯示不良現象。靜電測試時，經常會導致白屏、黑屏、花屏、橫線、黑點、左右偏位等顯示問題。一般來說敲擊出現的失效模式主要是截屏和白屏，敲擊數據線的主要不良現象是左右偏位，敲擊玻璃封口處的主要不良現象是花屏。輕者在試驗后屏幕能自動或者手動恢復，嚴重者能夠導致屏幕的直接損壞。

ESD對液晶顯示器件的危害。靜電放電的實質就是電荷轉移，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，對電路系統危害及其嚴重，主要表現在以下幾個方面：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產生的尖峰電流含有高頻諧波成分（頻率可高達1GHz），會輻射出強大的電磁場，干擾電路系統和電子器件和正常工作；短時間內產生較大的電流突變，容易引起誤觸發，導致電路系統時序混亂。ESD通常發生在產品自身暴露的導電物體上，操作設備人員容易直接觸到，形成直接放電；或者周圍物體發生的ESD能量耦合到操作設備上，形成間接放電。

液晶顯示器件防靜電途徑

液晶產品工藝靜電防護

外用外層導電涂層，給內部電路間建立隔離層，阻止ESD影響內部電路。一個完整的封閉帶有導電涂層的機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耦合的關鍵。

由于從電路到屏蔽殼體的ESD副級電弧可能產生傳導耦合，因而也可以采用絕緣體外殼設計。絕緣體外殼的優點是不會產生直接放電現象。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作用，但不能抑制周圍物體放電時耦合到內部形成的干擾。

液晶產品檢測靜電防護

靜電耗散。將品質檢測過程中的各類用品用靜電防護材料制作，當靜電產生時，通過靜電消散使其靜電不能在某點或某區域積累，降低單位面積的靜電電量，從而起到降低靜電電位的作用，防止靜電放電發生。

接觸對靜電敏感的部件、半成品、成品的作業員（操作員&檢查員）要穿上靜電服、靜電鞋、帶上防靜電手環，進出生產線時要用Wrist Strap Tester檢查防靜電手環后再進出。防靜電服點對點小于1*10^11Ω，可接地的防靜電服：點對地小于1*10^9Ω，可接地的防靜電服系統：3.5*10^7Ω。防靜電手腕帶系統小于3.5*10^7Ω，防靜電鞋電阻小于1.0*10^Ω9Ω，地板系統電壓小于100V。所有靜電敏感元件，當沒有靜電接地時，應當包裝在靜電周轉箱，靜電托盤或靜電袋。

將輔助地連接到設備地，所有控制項目及設備將處于同一電位。設備地導體小于1.0Ω，輔助地小于25Ω，等電位聯接小于1.0*10^9Ω。所有的工作平面（防靜電墊，推車表面，座椅，傳送帶）：點對點電阻小于1*10^9Ω，點對接地點電阻小于1*10^9Ω。靜電防護區內物品（周轉車，工作臺，貨架，軌道，組裝治具，機臺）：點對接地點電阻小于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部和外部相反符號的電荷的復合而使所帶靜電荷部分或全部消失，當不便使用靜電防護材料時，必須將某些高絕緣以產生靜電的用品存放在工作臺上時，或治具設備不能良好接地時，為預防靜電積累放電就必須對操作環境采取靜電中和措施。

對某些要求較高的靜電防護環境，可采取整體場地靜電中和的措施。例如專業生產防靜電產品和電子輔助產品，離子風機、離子風槍、離子風棒、離子風嘴、離子風蛇、靜電除塵機、板面除塵機等能產生正負空氣離子的靜電消除設備。

環境濕度控制。采用噴霧或過加濕器等設備，使環境相對濕度提高到60～70%，以抑制靜電的產生，環境濕度越大，越不容易產生靜電。

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

（作者單位：北京京東方顯示技術有限公司）