LED防静电基础知识

  LED防静电基础知识汇编

问：什么是静电？是如何产生的呢？
    由于电荷和电场的存而产生电荷转移，从而形成两个电压极性相反的能量叫静电。静电并非静止不动的电，静电与常用电从性质上是一样的，本质都是电荷。
    静电在无处不在我们的身边，即便是做足了静电防护的环境内也不可能完全没有静电，只能是减少了一些静电产生的可能而已。
    人的走动、电器的感应、物体与物体之间的接触摩擦都会产生静电，想躲？没门。

问：抗静电指标对LED来说，很重要吗？
    肯定是很重要的，一旦企业掌控了LED的抗静电水平就几乎等于掌握了LED的可靠性。
    LED的抗静电指标好不仅仅意味能适用在各类产品和各种环境里面，还可以作为LED综合性能可靠的综合体现，纵观各国际LED大厂,他们的LED抗静电通常都比较好，因为要提高LED的抗静电，对LED芯片制造而言它也是一项最重要的质量指标。
    因此，LED抗静电能力的高低是LED可靠性的核心体现，即便你的亮度和电性指标都很好，一旦你的抗静电指标低，那就很容易遭受到静电损害而死灯。

问：LED用着用着就变暗或者死灯了，咋回事？
    如果LED在出厂前检验常规电性和发光时是合格，并且电流也符合LED的标准，而在使用中，甚至是在装配生产中就出现，这种情况往往都是LED被静电损伤了导致的。
    对LED灯用户来说往往被LED灯供应商说是你的防静电这里不好那里不好，可实际呢这些说法也很没法去追溯分析，也不能说没有道理，但是，这类质量事故的根本往往是LED灯本身的抗静电能力低引起的，只要更换抗静电能力高的LED灯，那问题定会马到成功、事半功倍。

问：LED的抗静电能力取决那些方面呢？
    LED灯的抗静电能力取决于LED发光芯片（晶片）本身。
    LED灯的抗静电能力一般与LED封装生产都没有关系。
    更深入一些讲，抗静电更是取决于LED的外延片（EPI），这可就是LED的核心技术了，目前虽然国内有那么一些LED芯片厂，但能在LED市场上混的大多数厂都是购买国外的外延片回来加工的（也叫做后段吧），外延的水平目前中国还是处于一个比较落后的技术层面，好在国家现在也在扬鞭催马般的追赶人家外延技术。

问：LED被静电击穿、伤害的原理和过程是怎么样的？
    LED属于半导体类元件，它的PN结是直接裸露在外头的，很容遭遇静电。当LED两个电极上的极性不同的电荷积累（感应产生电荷或者转移过来的电荷）到一定的程度，又得不到及时释放，电荷能量一旦超过LED芯片最大承受值时，电荷将以极短的瞬间（纳秒级别）在LED两个电极层之间进行放电，产生功率焦耳的热量，在导电层之间局部（往往是电阻值最小、电极周边的位置）的形成1400℃以上的高温，高温将会把导电层之间熔融成一些小孔，从而造成漏电、暗亮、死灯、电性飘移等现象。
    这个击穿LED的静电能量它并非就是一个高压，学术的讲是一个能量，它取决于电荷的量和释放的时间长短这两个核心系数。放电刹那的时间越短威力越大，电荷越多威力也越大。
静电击穿LED是个非常复杂的过程，因此，测试LED抗静电时的模拟设计也是一项很复杂、很严谨的测试。

问：LED被静电击穿、伤害后，有什么样的不良？
    被静电击损后的LED如果是比较严重的往往是死灯、漏电。
    轻微的静电损伤，LED一般没有什么异常，但此时，该LED已经有一定的隐患，当它受到二次静电损伤时，那就会出现暗亮、死灯、漏电增大啦。

问：为何红灯、黄绿类型的LED抗静电能力明显要强？
    这类LED芯片是单电极结构，它两个电极之间的材质、厚度、衬底材料与双电极的蓝绿光LED不一样，所承受的静电能量要比双电极的高很多。
    用溃坝的原理来讲，红色类LED的‘坝’修得厚很多，所用的材料也比双电极的要好一些，那它的抗水量当然要高很多啦。

问：绿色、蓝色、白色、粉红色LED抗静电为何要弱一些？
    这类LED芯片大多数都属于双电机构，它的两个电极层之间的厚度要比单电极的要薄很多，材质也不一样。因此它的抗静电往往弱一些。
    通常容易死灯、漏电的LED往往都是蓝、绿、白这类LED。

问：用什么样的方式来评估测试LED的抗静电能力呢？
    评估LED的抗静电不少企业都是通过‘试用一批看看后果’的方式来定的，其实这是一个周期长、误差大、成本高、风险大的评估方法，这些企业往往在LED静电方面都是吃一堑长半智的，加上对LED静电测试又不了解更多的情况下不得已而为之的做法。
    更有一些人，用一个塑料袋，丢几个LED进去，吹口气，捏紧袋口，猛摇猛晃一阵，拿出来看死不死灯，这方法的有效性、准确性似乎还没有学术认可哦，不过这也是一个不得已而为之的无奈办法吧，有点那种‘协和医院去了都弄不好，来些偏方、奇方看看，治得好就好，治不好就拉倒，反正都XX！’的味道。
    用指针式万用表测试LED的反向电阻值，某些程度上来看，这是个相对聪明的做法，电阻值小说明LED抗静电能力差，但是，实际中，一旦抗静电上了接500V的LED，用这种方就不能判别啦，它判断一些很差的指标有一定参考意义，只能是矮个子里面挑高个子。局限性大，也不符合相关的标准规范。这仅仅是一个人的经验判别吧。
    采用抗静电测试相关仪器来测试时最规范的，是最科学、最客观、最直接的方法。可目前市面市面上可以测试电子元件类抗静电指标的仪器不多，而测试电子产品成品的静电高压仪器就多如牛毛，这两者是有区别的。应加以注意。
    推荐一下可以测试半导体元器件抗静电仪器：台湾卓越ZY系列LED抗静电测试仪、美国ETS半导体抗静电测试仪、台湾正茂LED芯片综合测试系统，日本菊水半导体测试仪器、安捷伦半导体测试仪器），等等。

问：LED抗静电测试有专门的仪器吗？和电子产品的打高压、静电电弧放电测试一样吗？
    LED的抗静电指标只能用专门的半导体静放电模拟测试仪来测试，不能用那种电弧放电那种静电枪来测试。
这两者有非常大的区别。
LED抗静电测试时必须将静电直接施加在LED的两个引脚上，仪器的放电波形有严格的标准规定。这种测试仪器就算将10KV直接作用在人体上，也是几乎没有任何察觉的。但是那种静电枪——操作不规范很容易伤及人身，更别说将这个枪直接电人的话，后果很不乐观的。

问：像LED这样的电子器件测试抗静电有相关的标准吗？
    LED属于半导体器件类，它有相应的静电放电模拟测试标准。国际上较常见和权威的有：
    国际静电协会的《ANSI-ESDSTM5.1.2-1999》等。
    国际电子器件联合委员会的《JESD22-A114/115》等。
    美国军方标准《MIL-STD-883》中有器件类静电测试规范描述。

问：静电测试中采用的人体模式（HBM）和机械模式(MM)放电原理是什么？
    两者都是用来测量被测物体的抗静电能力强弱的。
人体模式：当静电施加到被测物体时，串联一个330欧姆的电阻施加出去，这就是模拟人与器件的接触时电荷转移，人与物体接触通常也在330欧姆作用，所以叫人体模式。
机械模式：将静电直接作用于被测器件上，模拟工具机械直接将静电电荷转移到器件上，所以叫机械模式。
这两者测试仪器内部静电电荷储能量、放电波形也有些区别。采用人体模式测试的结果一般为机械模式的8-10倍。
LED行业，现在很多企业都管用人体模式的指标。

问：目前根据国际通用的标准，LED抗静电电压等级分类是怎样的？说明怎样的情况呢？
    LED可以参考目前较权威的国际静电协会(ANSI)标准中的电压等级分类：
0级      <250V
抗静电能力非常非常差，非常容易受到静电击伤，质量极差，死灯是无法控制。一般环境下都不具备抗静电能力。
1A级    250-500V
抗静电能力非常差，很容易受到静电击伤，质量也很差，死灯经常出现，一般环境下几乎不具备抗静电能力。
1B级    500-1000V
抗静电能力较差，也会受到静电击伤，质量较差，死灯偶有出现。也有程度不强的抗静电能力。
1C级    1000-2000V
抗静电能力一般，一般不易受到静电击伤，强一些的静电也会损伤LED，质量一般。
2 级    2000-4000V
抗静电能力较好，不易受到静电击伤，一般环境下静电不会损伤LED，质量较好。
3A级    4000-8000V
抗静电能力好，很难受到静电击伤，较强的静电环境下也不会损伤LED，质量好。
3B级      >8000V
抗静电能力很好，很难受到静电击伤，几乎不存在静电损伤的可能，质量很好。

问：如何能有效提高LED抗静电能力？有哪些防护措施？
    提高LED的抗静电能力并没有直接一些措施，或者说一旦LED生产出来，它的抗静电指标就是确定了的，想再提高它的抗静电指标是没有什么有效方法的。
    如果LED抗静电能力不高的话，可以考虑引入一些电子产品防静电措施：如防静电台垫、离子风机、静电衣物等等。
    总的来说，想提高LED的抗静电能力，只能是更换抗静电能力高的LED芯片，这时唯一的途径。

问：当前市面上的LED的抗静电情况如何？质量好的LED的抗静电有什么特点呢？
    根据我们的近5年的不断测试，不断的积累，结合近这一年的情况来看，目前LED市场很混乱，抗静电指标从250V到8000V的LED都有存在，并且很多都是鱼目混珠、以次充好。整体来讲，现在LED抗静电水平有一些企业是提高得很快，其品质也就跟着提高了。
    当前质量好的LED，抗静电往往能去到2000V、3000V，甚至4000以上的也有部分。这些LED抗静电有除了测试结果都比较高外，它的抗静电均匀性也很好，通常不会出现一个明显高一个明显低之间相差几倍的。
    质量不好的LED，或者是所谓的次品类LED，往往会出现一个高一个低，相差达到3倍以上的。
   
问：在LED上加接齐纳二极管对提高抗静电有效吗？原理是什么？
    是能有效提高LED的抗静电指标的。
    LED静电损害是一个反向的静电电荷积累瞬间冲击的结果，一旦加接齐纳，那这个电荷时刻都会被齐纳释放掉，因为齐纳是反向导通的。
    但这个做法往往是因为LED抗静电能力低才加，所以一般也存在在没加齐纳时LED芯片就已经被静电损伤了的风险。所以这个方法现在越来越少人在用，一方面是成本的因素，另一方面也是因为近些年LED的抗静电指标有明显提升的原故吧。

问：LED芯片和LED灯比较，那个更容易遭受静电损伤？
    LED灯更容易遭受静电损伤，这与两个引脚间距有关系，LED芯片裸晶的两个电极间距非常小，一般是一百微米以内吧，而LED引脚则是两毫米左右，当静电电荷要转移时，间距的大，容易形成大的电位差，也就是高的电压。
    所以，LED灯出现静电事故时，往往发生在封成LED灯后更容易出现静电损伤事故。

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