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技術(shù)文章

SMT電子生產(chǎn)中的靜電防護技術(shù)!

在電子產(chǎn)品制造中，ESD這個名詞應(yīng)該并不陌生，ESD就是靜電釋放，對于電子制造企業(yè)進廠培訓過程中，ESD培訓是員工進入企業(yè)一門必不可少的培訓課程。原因在于靜電放電往往會損傷器件，甚至使器件失效，造成嚴重損失，每年因為靜電而產(chǎn)生的事故不計其數(shù)，讓我們來看一些案例，在**個阿波羅載人宇宙飛船中，由于靜電放電導致爆炸，使三名宇航員喪生；在火藥制造過程中由于靜電放電(ESD)，造成爆炸傷亡的事故時有發(fā)生。
隨著電子產(chǎn)品集成度越來越高，集成電路的內(nèi)絕緣層越來越薄，互連導線寬度與間距越來越小，因此產(chǎn)生靜電的機會會越來越高，特別對于SMT生產(chǎn)中的靜電防護非常重要。
我們知道，靜電是一種電能，它存留于物體表面，是正負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果，是通過電子或離子的轉(zhuǎn)換而形成的。靜電現(xiàn)象是電荷在產(chǎn)生和消失過程中產(chǎn)生的電現(xiàn)象的總稱。如摩擦起電、人體起電等現(xiàn)象。
隨著科技發(fā)展，靜電現(xiàn)象已在靜電噴涂、靜電紡織、靜電分選、靜電成像等領(lǐng)域得到廣泛的有效應(yīng)用。但在另一方面，靜電的產(chǎn)生在許多領(lǐng)域會帶來重大危害和損失。為了控制和消除ESD，美國、西歐和日本等發(fā)達國家均制定了國家、**和企業(yè)標準或規(guī)定。從靜電敏感元器件的設(shè)計、制造、購買、入庫、檢驗、倉儲、裝配、調(diào)試、半成品與成品的包裝、運輸?shù)染邢鄳?yīng)規(guī)定，對靜電防護器材的制造使用和管理也有較嚴格的規(guī)章制度要求。我國也參照國際標準制定了**和企業(yè)標準。例如有航天部、機電部、石油部等標準。
靜電防護原理
電子產(chǎn)品制造中，不產(chǎn)生靜電是不可能的。產(chǎn)生靜電不是危害所在，其危害所在于靜電積聚以及由此產(chǎn)生的靜電放電。靜電防護的核心是“靜心消除”。
靜電防護原理：
(1)對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在**范圍內(nèi)。
(2)對已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放。
靜電防護方法
(1)使用防靜電材料：金屬是導體，因?qū)w的漏放電流大，會損壞器件。另外由于絕緣材料容易產(chǎn)生摩擦起電，因此不能采用金屬和絕緣材料作防靜電材料。而是采用表面電阻l×105Ω?cm以下的所謂靜電導體，以及表面電阻1×105-1×108Ω?cm的靜電亞導體作為防靜電材料。例如常用的靜電防護材料是在橡膠中混入導電碳黑來實現(xiàn)的，將表面電阻控制在1×106Ω?cm以下。
(2)泄漏與接地：對可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位進行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線的方法建立“獨立”地線。使地線與大地之間的電阻＜10Ω
靜電防護材料接地方法：將靜電防護材料(如于作臺面墊、地墊、防靜電腕帶等)通過1MΩ的電阻接到通向獨立大地線的導體上。串接1MΩ電阻是為了確保對地泄放＜5mA的電流，稱為軟接地。設(shè)備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地，稱為硬接地。
(3)非導體帶靜電的消除：對于絕緣體上的靜電，由于電荷不能在絕緣體上流動，因此不能用接地的方法消除靜電。可采用以下措施：
(a)使用離子風機—離子風機產(chǎn)生正、負離子，可以中和靜電源的靜電。可設(shè)置在空間和貼裝機貼片頭附近。
(b)使用靜電消除劑—靜電消除劑屬于表面活性劑。可用靜電消除劑檫洗儀器和物體表面，能迅速消除物體表面的靜電。
(c)控制環(huán)境濕度—增加濕度可提高非導體材料的表面電導率，使物體表面不易積聚靜電。例如北方干燥環(huán)境可采取加濕通風的措施。
(d)采用靜電屏蔽—對易產(chǎn)生靜電的設(shè)備可采用屏蔽罩(籠)，并將屏蔽罩（籠）有效接地。
(5)工藝控制法：為了在電子產(chǎn)品制造中盡量少的產(chǎn)生靜電,控制靜電荷積聚，對已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放，應(yīng)從廠房設(shè)計、設(shè)備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。
靜電防護器材
(1)人體防靜電系統(tǒng)包括防靜電腕帶、工作服、帽、手套、鞋、襪等
(2)防靜電地面包括防靜電水磨石地面、防靜電橡膠地面、PVC防靜電塑料地板、防靜電地毯、防靜電活動地板等。
(3)防靜電操作系列：包括防靜電：I：作臺墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車、防靜電烙鐵及工具等。
靜電測量儀器．
(1)靜電場測試儀：用于測量臺面、地面等表面電阻值。平面結(jié)構(gòu)場合和非平面場合要選擇不同規(guī)格的測量儀。
(2)腕帶測試儀：測量腕帶是否有效。
(3)人體靜電測試儀：用于測量人體攜帶的靜電量，人體雙腳之間的阻抗，測量人體之間的靜電差,腕帶、接地插頭、工作服等是否阻護有效。還可以作為入門放電，把人體靜電隔在車間之外。
(4)兆歐表：用于測量所有導電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。

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