|
在SMT加工過程中，靜電放電會(huì)對(duì)電子元器件造成損傷或失效，隨著IC集成度的提高和元器件的逐漸縮小，靜電的影響也變得愈加嚴(yán)重。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致電子產(chǎn)品失效的因素中，靜電占比8%~33%，而每年因?yàn)殪o電導(dǎo)致的電子產(chǎn)品損失，高達(dá)數(shù)十億美元。 因此在SMT生產(chǎn)中，實(shí)施靜電防護(hù)措施非常重要，本文將從靜電的產(chǎn)生到元件和場(chǎng)景的防護(hù)等方面，詳細(xì)介紹如何做好靜電防護(hù)措施。 靜電是如何產(chǎn)生的？靜電放電（Electro-Static Discharge）簡(jiǎn)稱ESD，ESD是一種物理現(xiàn)象，是指具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。在電荷轉(zhuǎn)移過程中，存在著電荷流動(dòng)，傳送足夠的電量以抵消電壓。 比如冬天在地墊上行走時(shí)，會(huì)感覺觸電感；在冬天接觸把手時(shí)也會(huì)感覺被電到；在穿衣服時(shí)聽到的噼啪聲等等。 這些生活中微不足道的靜電現(xiàn)象，卻對(duì)電子元件和電子線路板有著很大的影響，比如可能會(huì)產(chǎn)生靜電擊穿使元件損壞或失效從而影響電子產(chǎn)品。那么SMT生產(chǎn)中常見的靜電有哪些呢？ 常見靜電產(chǎn)生原理1.摩擦起電 當(dāng)兩種不同的材料之間摩擦?xí)r，其中一種材料會(huì)帶上電荷，形成靜電。 2.感應(yīng)起電 物體在靜電場(chǎng)的作用下，發(fā)生了電荷上再分布的現(xiàn)象。如當(dāng)一個(gè)帶電的物體靠近一個(gè)不帶電的物體時(shí)，兩者之間會(huì)形成一個(gè)電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差會(huì)導(dǎo)致電荷在不帶電物體上移動(dòng)，從而在不帶電物體上產(chǎn)生靜電荷。 3.容性起電 由于已經(jīng)具有一定電荷的帶電體在與另一個(gè)物體靠近、分離時(shí)，系統(tǒng)的電容發(fā)生改變，帶電體上的靜電電位將發(fā)生變化，形成靜電。 ● 日常生活中的靜電： 地毯上走動(dòng)可產(chǎn)生1.5KV～35KV靜電； 在乙烯樹酯地板上走動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生250V～12KV伏靜電； 室內(nèi)屁股在椅子上一蹭就會(huì)產(chǎn)生1.8KV以上的靜電; 從沙發(fā)上起來時(shí)，人體靜電可高達(dá)10KV； 脫化纖衣服時(shí)的靜電電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。 電子元件注意防靜電對(duì)靜電敏感的電子元件一般有防靜電標(biāo)志，生產(chǎn)過程中碰到貼有這些標(biāo)志的元器件時(shí)要特別注意防靜電問題。 半導(dǎo)體集成電路在設(shè)計(jì)上對(duì)防靜電失效采取了保護(hù)措施，能為敏感的元器件提供低于2000V的靜電放電設(shè)計(jì)保護(hù)，同時(shí)也可以通過電路外圍設(shè)計(jì)增加保護(hù)電阻、嵌位二極管使之具更強(qiáng)的抗靜電能力。 對(duì)靜電敏感的電子元件【注】這些數(shù)值僅供參考，實(shí)際數(shù)值可能會(huì)因型號(hào)、生產(chǎn)過程等不同而有所差異。在使用這些元件時(shí)，請(qǐng)務(wù)必參考元件的規(guī)格書以了解其靜電放電敏感性，并在生產(chǎn)過程中采取防靜電措施以保護(hù)它們免受靜電損害。 電子元件的損壞形式1、完全失去功能 1）表現(xiàn)為器件電參數(shù)嚴(yán)重惡化， 失去原有功能； 2）約占受靜電破壞元件的百分之十。 2、間歇性失去功能 1）表現(xiàn)為器件或產(chǎn)品各類電參數(shù)仍合格 ，但其使用壽命會(huì)大大縮短，可靠性變差，可能會(huì)在后續(xù)某次損害中徹底失效； 2）約占受靜電破壞元件的百分之九十。 常見靜電破壞的場(chǎng)景01放置元件 將元件放置在貼片板上時(shí)，由于靜電場(chǎng)的存在，元件可能會(huì)從放置位置滑落或變形，從而導(dǎo)致缺陷或故障。 02靜電電荷積累 由于SMT設(shè)備的金屬外殼和接地裝置等，會(huì)積累靜電電荷，如果靜電電荷沒有及時(shí)釋放，就會(huì)對(duì)元件造成損壞。 03污染損壞 靜電荷可以吸附灰塵、油污等雜質(zhì)，導(dǎo)致元件或電路板表面污染，從而影響其正常工作。 04吸附損壞 在搬運(yùn)、存儲(chǔ)或組裝過程中，靜電荷可以吸附在元件或其他部件上，導(dǎo)致它們無法正常工作或損壞。 靜電防護(hù)的基本原則 靜電防護(hù)守則 1、在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件。 2、用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件或電路板。 3、定期檢測(cè)所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是否操作正常。 4、確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則。 靜電防護(hù)步驟1、避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具放在一起。 2、確保工作區(qū)域地面和桌子墊有足夠的導(dǎo)電能力，最好使用導(dǎo)電橡膠桌面或用導(dǎo)電膠帶粘在桌子四邊。 3、經(jīng)常檢查接地系統(tǒng)是否良好，地線纜必須正確連接到匯流排。 4、使用電子工具或儀器時(shí)，要確保所使用的工具或儀器符合靜電防護(hù)要求。 5、限制使用塑料袋及泡沫盒等包裝材料，如果必須使用，也要確保包裝材料經(jīng)過導(dǎo)電處理或使用金屬材料制作的包裝箱。 6、穿防靜電服、鞋，使用防靜電工具和手套以及防靜電手環(huán)等。 7、聘請(qǐng)經(jīng)過靜電防護(hù)培訓(xùn)的專業(yè)人員，確保防靜電措施得到正確實(shí)施。 8、定期進(jìn)行靜電防護(hù)檢查和測(cè)試，確保防靜電措施的有效性。 9、禁止沒有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護(hù)工作站，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)情況，應(yīng)立刻制止并報(bào)告上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。 10、如果發(fā)現(xiàn)靜電防護(hù)系統(tǒng)存在問題或缺陷，應(yīng)立刻報(bào)告上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)或靜電防護(hù)負(fù)責(zé)人，并及時(shí)采取措施進(jìn)行改進(jìn)和處理，確保靜電防護(hù)系統(tǒng)的有效性。 可制造性風(fēng)險(xiǎn)檢查 華秋DFM軟件是一款可制造性檢查的工藝軟件，雖然對(duì)上文所講的SMT靜電防護(hù)沒有做對(duì)應(yīng)的檢查項(xiàng)，但是可以檢查PCB設(shè)計(jì)的圖形，比如檢查PCB防靜電設(shè)計(jì)的位置是否存在可制造性風(fēng)險(xiǎn)。 |
