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  • SMT課堂 | SMT貼片組裝過程中的靜電防護

    作者: 迅得電子
    發布日期: 2019-07-01 00:00:00

    如今,隨著電子產品在人們的生產生活中得到了廣泛應用,源于ESD(靜電放電)的損害和破壞的機會也大幅度提升。一方面,電子產品優化了人們的生活,給我們帶來充分的便利,但同時,電子產品始終處于ESD損害的危險之中。ESD的產生是一個自然過程,所以,靜電在電子領域的產生是不斷、反復的,如果在組裝過程中忽略靜電防護,或者采取不當的靜電防護措施,那么勢必會大幅度降低電子產品可靠性。



    什么是靜電?



    靜電是發生在材料內部或表面的一種現象,是兩種材料中電荷不平衡造成的。一旦同一區域內發生電子不平衡,就會產生電場,電場會影響到其它物體,這就是靜電放電產生的基礎。當物體彼此靠近時,電子跳躍的幾率會變得很高,因為吸引電子的能力因原子而不同。如果一種物質的原子具有吸引其他物質的電子的更大的能量,電荷就會發生遷移。



    靜電是一種常見的物理現象,一般而言,在沒有與電路接觸時,不具有傷害性,但是隨著IC(集成電路)、高分子材料普遍使用,靜電一旦有機會接觸電路,就會產生電流,就會帶來一定的危害性。



    靜電的危害有哪些?



    靜電最常見的表現方式有靜電吸附和靜電放電。靜電吸附指的是電子產品在靜電的作用下吸附一些微小物品在電子產品表面,除了對產品阻抗造成騷擾外,還會削弱電子元件的功能,降低產品的使用壽命。靜電放電在電子應用領域中可能造成嚴重的影響,尤其是一些靜電敏感元器件無法經受靜電放電,最終降低電子產品的使用壽命,甚至會給電子產品造成無法挽回的結果。



    而在微電子元件的制作過程中,本來線路就比較細,一旦靜電產生,電磁干擾的影響會變大,對半成品電路必定會造成一定損壞。



    靜電是如何產生的?



    既然靜電能夠造成這么大的傷害,那么它是如何產生的呢?其實,靜電主要有三個產生來源:摩擦,感應和人體自帶。接下來,我們就逐一分析這三個來源。只有清楚掌握了靜電的來源,我們才能夠總結出最有效的靜電防護措施。



      ? 摩擦生靜電



        對于靜電的這一來源,我們應該不難理解,畢竟,日常生活中太多這樣的例子了,梳頭時梳子和頭發之間的摩擦容易產生靜電;氣球在小孩子頭發上來回摩擦也會產生靜電,等等。正如我們在上文闡述的,靜電作為一種電能,屬于物理現象,是物體表面正負電荷在一定范圍內失去平衡的結果。當兩個物體相互摩擦時,一個物體上的電荷會隨著摩擦轉移到對象物體上,這樣一來,失去電子的物體帶上了正電荷,得到電子的物體卻帶上負電荷,靜電便產生了。對于電子元器件來說,運輸過程中的摩擦就是一種潛在的威脅,摩擦一旦產生,電子元器件就會受到靜電的干擾,甚至會損壞,被靜電破壞的電子元器件再貼裝到電路板上,電路相應的功能便不能實現,電子產品的可靠性便會大幅度下降。



      ? 感應生靜電


        感應生電的現象在靜電場中很常見。當物體本身帶有靜電,周圍又有導體,此時在靜電場的作用下,導體就會產生兩極化。這樣,感應電荷便會產生,而且大小相同,電荷值相等,但極性相反,兩極化的電解質還有可能成為新的電場源產生的靜電。



      ? 人體生靜電


        人體可以看做是一種主要的靜電來源,這在電子組裝過程中尤其。在SMT貼片組裝過程中,人體靜電主要來源于人的行動造成的摩擦,比如衣服、鞋子等和周圍物體的摩擦。除此之外,物體因剝離、斷裂、高速運動和溫度等條件的影響也會生成靜電。



    SMT貼片組裝過程中的靜電防護措施



    電子組裝過程中,完全避免靜電是不可能的。組裝只是所有電子生產過程中的一個環節,產品和元器件的運輸、存儲、包裝等過程中都有可能有靜電產生。靜電防護措施應該在SMT組裝過程中的各個環節施行。



      ? 導體與絕緣體的靜電防護措施


        導體的靜電防護關鍵在于設置靜電泄放通道,如設備、儀表外殼等,這有利于電體上聚集的靜電荷順利泄出,導入大地。絕緣體的靜電防護措施與導體不同。由于絕緣體中的電荷不能夠隨意流動,所以導體中應用的接地泄放靜電的方法并不適用于絕緣體。絕緣體的靜電防護主要依靠電荷中和。靜電中和可以依靠離子電風扇,離子電風扇產生正、負離子,可以對靜電進行中和。



      ? 靜電防護器材的應用


        目前,SMT組裝過程中使用的靜電器材包括人體靜電防護系統和防靜電操作系統等。靜電防護器材能夠有效減少靜電,泄漏對外電場的靜電。而且,靜電防護器材還具有一定的電阻性,有效限制靜電泄放速度,有效防止泄放電流過大。



      ? 加入防護性電路


        增加防護性電路有利于靜電防護,但是,防護性電路會使電子產品體積增大,不適用于微小、高密度的電路,因此,增加防護性電路進行靜電防護的方法只適應于一般情況,對體積要求不大的電子產品。



      ? 操作人員靜電防護意識的培養


        生產車間負責人需要對組裝人員進行靜電防護知識的普及教育,使其深刻了解靜電對電子生產的危害,提高他們靜電防護意識,有效避免靜電對電子組裝產品的破壞。并且,對操作人員的行為要進行嚴格規范,進入生產車間之前必須釋放靜電,凡是進入工作區域的工作人員必須正確穿上防靜電服和防靜電鞋,不允許在靜電敏感范圍內隨意脫衣服。當接觸具有防靜電要求的電子組裝產品時,必須佩戴防靜電手環。靜電防護培訓要定期進行,不斷提高員工對于靜電防護的綜合素質。



      ? 調節空氣濕度有效靜電防護


        提高空氣濕度有利于增加導體材料導通率,空氣導電性能也會隨著增強,這樣,即使是絕緣體,表面上聚集的靜電荷可以更快地泄漏。總結下來就是,空氣濕度越大,越有利于進行靜電防護。



    SMT組裝過程中的靜電防護是一項復雜的系統工程,一點點的疏漏可能都會破壞靜電防護效果,降低電子產品的可靠性。在SMT組裝生產過程中,應當根據實際情況施行靜電防護措施,最大程度提升靜電防護的有效性。

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