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当前位置: 首页 > 新闻动态 > 行业新闻 浅谈SMT电子生产中的防静电技术
来源:宏迅电子 时间:2019-07-24 点击量:
在电子捕鱼大师注册送6元制造中,静电放电往往会伤害器件,甚至使器件失效,造成严重损失,因此SMT生产中的静电防护 重要。本刊分别邀请北京、上海的两位专家撰文介绍与分析电子捕鱼大师注册送6元制造中的静电产生源及静电防护原理,较详细地介绍了SMT生产中的一些静电防护技术基础与相应措施。供大家参考学习
1.静电和静电的危害
静电是一种电能,它存留于物体表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果,是通过电子或离子的转换而形成的。静电现象是电荷在产生和消失过程中产生的电现象的总称。如摩擦起电、人体起电等现象。
随着科技发展,静电现象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效应用。但在另一方面,静电的产生在许多领域会带来重大危害和损失。例如 在一个阿波罗载人宇宙飞船中,由于静电放电导致爆炸,使三名宇航员丧生;在火药制造过程中由于静电放电(ESD),造成爆炸伤亡的事故时有发生。
在电子工业中,随着集成度越来越高,集成电路的内绝缘层越来越薄,互连导线宽度与间距越来越小,例如CMOS器件绝缘层的典型厚度约为0.1μm,其相应耐击穿电压在80-100V;VMOS器件的绝缘层 薄,击穿电压在30V。而在电子捕鱼大师注册送6元制造中以及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过MOS器件的击穿电压,往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部伤害)现象,使其失效或严重影响捕鱼大师注册送6元的靠谱性。
为了控制和消除ESD,美国、西欧和日本等发达国家均制定了军用和企业标准或规定。从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、检验、仓储、装配、调试、半成品与成品的包装、运输等均有相应规定,对静电防护器材的制造使用和管理也有较严格的规章制度要求。我国也参照标准制定了军用和企业标准。例如有航天部、机电部、石油部等标准。
2.静电敏感器件(SSD)
对静电反应敏感的器件称为静电敏感元器件(SSD)。静电敏感器件主要是指超大规模集成电路,异常是金属化膜半导体(MOS电路)。表1为静电敏感器件的分级表。可根据SSD分级表,针对不同的SSD器件,采取不同的静电防护措施。
3.电子捕鱼大师注册送6元制造中的静电源
(1)人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子捕鱼大师注册送6元制造中主要静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约0.5-2KV。另外空气湿度对静电电压影响很大,若在干燥环境中还要上升1个数量级。表2为相对湿度对与人体活动带电的关系。
人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,其反应的程度称为电击感度。表3为不同静电压放电过程中人体的电击感度。
(2)化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6000V以上的静电电压,并使人体带电,此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。
(3)橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013Ω,当与地面摩擦时产生静电,并使人体带电。
(4)树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放人包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。
(5)用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的 包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1-    3.5KV静电电压,对敏感藉件放电。
(6)普通工作台面,受到摩擦产生静电。
(7)混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高,人体上的静电荷不易泄漏。
(8)电子生产设备和工具方面:例如电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机、调试和检测等设备内的高压变压器、交/盲流电路都会在设备卜感应出静电。如果设备静电泄放措施不好,都会引起敏感器件在制造过程中失效。烘箱内热空气流动与箱体摩擦、CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。
4.静电防护原理
电子捕鱼大师注册送6元制造中,不产生静电是不可能的。产生静电不是危害所在,其危害所在于静电积聚以及由此产生的静电放电。静电防护的核心是“静心消除”。 静电防护原理: (1)对可能产生静电的地方要预防静电积聚。采取措施在范围内。 (2)对已经存在的静电积聚迅速消除掉,即时释放。
5.静电防护方法
(1)使用防静电材料:金属是导体,因导体的漏放电流大,会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电,因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻l×105Ω·cm以下的所谓静电导体,以及表面电阻1×105-1×108Ω·cm的静电亚导体作为防静电材料。例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电碳黑来实现的,将表面电阻控制在1×106Ω·cm以下。
(2)泄漏与接地:对可能产生或已经产生静电的部位进行接地,提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻<10Ω。
静电防护材料接地方法:将静电防护材料(如于作台面垫、地垫、防静电腕带等)通过1MΩ的电阻接到通向独立大地线的导体上(参见SJ/T10630-1995)。串接1MΩ电阻是为了保障对地泄放<5mA的电流,称为软接地。设备外壳和静电屏蔽罩通常是直接接地,称为硬接地。
(3)导体带静电的消除:导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体卜的电压与释放时间可用下式表示: UT=U0L1/RC式中 UT-T时刻的电压(V) U0一起始电压(V) R-等效电阻(Ω) C-导体等效电容(pf)
一般要求在1秒内将静电泄漏。即1秒内将电压降至1OOV以下。这样可以预防泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V,C=200pf,想在1秒内使UT达到100V,则要求R=1.28×109Ω。因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻,将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作设计的。如果操作人员在静电防护系统中,不小心触及到220V工业电压,也不会带来危险。
(4)非导体带静电的消除:对于绝缘体上的静电,由于电荷不能在绝缘体上流动,因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施: (a)使用离子风机—离子风机产生正、负离子,可以中和静电源的静电。可设置在空间和贴装机贴片头附近。 (b)使用静电消除剂—静电消除剂属于表面活性剂。可用静电消除剂檫洗仪器和物体表面,能迅速消除物体表面的静电。 (c)控制环境湿度—增加湿度可升高非导体材料的表面电导率,使物体表面不易积聚静电。例如北方干燥环境可采取加湿通风的措施。 (d)采用静电屏蔽—对易产生静电的设备可采用屏蔽罩(笼),并将屏蔽罩(笼)有效接地。
(5)工艺控制法:为了在电子捕鱼大师注册送6元制造中尽量少的产生静电,控制静电荷积聚,对已经存在的静电积聚迅速消除掉,即时释放,应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。
6.静电防护器材
(1)人体防静电系统包括防静电腕带、工作服、帽、手套、鞋、袜等。 (2)防静电地面包括防静电水磨石地面、防静电橡胶地面、PVC防静电塑料地板、防静电地毯、防静电活动地板等。 (3)防静电操作系列:包括防静电:I:作台垫、防静电包装袋、防静电物流小车、防静电烙铁及工具等。
7.静电测量仪器.
(1)静电场测试仪:用于测量台面、地面等表面电阻值。平面结构场合和非平面场合要选择不同规格的测量仪。 (2)腕带测试仪:测量腕带是否有效。 (3)人体静电测试仪:用于测量人体携带的静电量,人体双脚之间的阻抗,测量人体之间的静电差,腕带、接地插头、工作服等是否阻护有效。还可以作为入门放电,把人体静电隔在车间之外。 (4)兆欧表:用于测量 导电型、抗静电型及静电泄放型表面的阻抗或电阻。
8.电子捕鱼大师注册送6元制造中防静电技术指标要求
(1)防静电地极接地电阻<10Ω。 (2)地面或地垫:表面电阻值105-1010Ω;摩擦电压<100V。 (3)墙壁:电阻值5×104-109Ω。 (4)工作台面或垫:表面电阻值106-109Ω;摩擦电压<100V;对地系统电阻106-108Ω。 (5)工作椅面对脚轮电阻106-108Ω。 (6)工作服、帽、手套摩擦电压<300V;鞋底摩擦电压<100V。 (7)腕带连接电缆电阻1MΩ;佩带腕带时系统电阻1-1OMΩ。脚跟带(鞋束)系统电阻0.5×105-108Ω。 (8)物流车台面对车轮系统电阻106-109Ω。 (9)料盒、周转箱、PCB架等物流传递器具一表面电阻值103-108Ω;摩擦电压<100V。 (10)包装代、盒一摩擦电压<100V。 (11)人体综合电阻106-108Ω。
9 防静电措施及静电作业区(点)的一般要求
SMT生产设备需要接地良好,贴装机应采用三相无线制接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台面垫、坐椅等均应符合防静电要求。车间内保持恒温、恒湿的环境。应配备防静电料盒、周转箱、PCB架、物流小车、防静电包装带、防静电腕带、防静电烙铁及工具等设施。
(1)根据防静电要求设置防静电区域,并有明显的防静电警示标志。按作业区所使用器件的静电敏感程度分成1、2、3级,根据不同级别制订不同的防护措施。 1级静电敏感程度范围:0-1999V 2级静电敏感程度范围:2000-3999V 3级静电敏感程度范围:4000-15999V 16000V以上是非静电敏感程捕鱼大师注册送6元。
(2)静电区(点)的室温为23±3℃,相对湿度为45-70%RH。禁止在低于30%的环境内操作SSD(静电敏感元器件)。
(3)定期测量地面、桌面、周转箱等表面电阻值。
(4)静电区(点)的工作台上禁止放置非生产物品,如餐具、茶具、提包、毛织物、报纸、橡胶手套等。
(5)工作人员进入防静电区域,需放电。操作人员进行操作时,需要穿工作服和防静电鞋、袜。每次上岗操作前需要作静电防护检查,合格后才能生产。
(6)操作时要戴防静电腕带,每天测量腕带是否有效。
(7)测试SSD时应从包装盒、管、盘中取一块,测一块,放一块,不要堆在桌子上。经测试不合格器件应退库。
(8)加电测试时需要遵循加电和去电顺序:低电压→高电压→信号电压的顺序进行。去电顺序与此相反。同时注意电源极性不可颠倒,电源电压不得超过额定值。
(9)检验人员应熟悉SSD的型号、品种、测试知识,了解静电保护的基本知识。
10.静电敏感元器件(SSD)运输、存储、使用要求
(1)SSD运输过程中不得掉落在地,不得任意脱离包装。 (2)存放SSD的库房相对湿度:30-40%RH。 (3)SSD存放过程中保持原包装,若须 换包装时,要使用具有防静电性能的容器。 (4)库房里,在放置SSD器件的位置上应贴有防静电标签。 (5)发放SSD器件时应用目测的方法,在SSD器件的原包装内清点数量。 (6)对EPROM进行写、擦及信息保护操作时,应将写入器/擦除器丰富接地,要带防静电手镯。 (7)装配、焊接、修板、调试等操作人员都需要严格按照静电防护要求进行操作。 (8)测试、检验合格的印制电路板在封装前应用离子喷枪喷射一次,以消除可能积聚的静电荷。
11.防静电工作区的管理与维护
(1)制订防静电管理制度,并有专人负责。 (2)备用防静电工作服、鞋、手镯等个人用品以备外来人员使用。 (3)定期维护、检查防静电设施的有效性。 (4)腕带每周(或天)检查一次。 (5)桌垫、地垫的接地性、静电消除器的性能每月检查一次。 (6)防静电元器件架、印制板架、周转箱;运输车、桌垫、地垫的防静电性能每六个月检查次。
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