如何在SMT生產(chǎn)中做好靜電防護

在電子產(chǎn)品制造中，靜電放電往往會(huì )損傷器件，甚至使器件失效，造成嚴重損失，因此SMT生產(chǎn)中的靜電防護非常重要。接下來(lái)我們談?wù)勅绾卧赟MT生產(chǎn)中做好靜電防護。

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。

一、靜電防護原理

對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內。

對已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時(shí)釋放。

二、靜電防護方法

1.使用防靜電材料：

金屬是導體，因導體的漏放電流大，會(huì )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(lái)實(shí)現的，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(jìn)行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線(xiàn)的方法建立“獨立”地線(xiàn)。使地線(xiàn)與大地之間的電阻＜10Ω。(參見(jiàn)GBJl79或SJ／T10694—1996)?

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(guò)1MΩ的電阻接到通向獨立大地線(xiàn)的導體上(參見(jiàn)SJ／T10630-1995)。串接1MΩ電阻是為了確保對地泄放＜5mA的電流，稱(chēng)為軟接地。設備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地，稱(chēng)為硬接地。IPC-A-610C標準中推薦的防靜電工作臺接地方法如下圖。

3.導體帶靜電的消除：

導體上的靜電可以用接地的方法使靜電泄漏到大地。放電體的電壓與釋放時(shí)間可用下式表示：

UT=U0L1/RC

式中 UT-T時(shí)刻的電壓(V) U0起始電壓(V)R-等效電阻(Ω) C-導體等效電容(pf)一般要求在1秒內將靜電泄漏。即1秒內將電壓降至100V以下的安全區。這樣可以防止泄漏速度過(guò)快、泄漏電流過(guò)大對SSD造成損壞。若U0=500V，C=200pf，想在1秒內使UT達到100V，則要求R=1.28×109Ω。因此靜電防護系統中通常用1MΩ的限流電阻，將泄放電流限制在5mA以下。這是為操作安全設計的。如果操作人員在靜電防護系統中，不小心觸及到220V工業(yè)電壓，也不會(huì )帶來(lái)危險。

4.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(dòng)，因此不能用接地的方法消除靜電?？刹捎靡韵麓胧?/p>

(a)使用離子風(fēng)機—離子風(fēng)機產(chǎn)生正、負離子，可以中和靜電源的靜電?？稍O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?？捎渺o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(fēng)的措施。

(d)采用靜電屏蔽—對易產(chǎn)生靜電的設備可采用屏蔽罩(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(shí)釋放，應從廠(chǎng)房設計、設備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。

三、靜電防護器材

人體防靜電系統包括防靜電腕帶、工作服、帽、手套、鞋、襪等

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(dòng)地板等。

防靜電操作系列：包括防靜電工作臺墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車(chē)、防靜電烙鐵及工具等。

四、靜電測量?jì)x器

靜電場(chǎng)測試儀：用于測量臺面、地面等表面電阻值。平面結構場(chǎng)合和非平面場(chǎng)合要選擇不同規格的測量?jì)x。

腕帶測試儀：測量腕帶是否有效。

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、工作服等是否防護有效。還可以作為入門(mén)放電，把人體靜電隔在車(chē)間之外。

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。

五、電子產(chǎn)品制造中防靜電技術(shù)指標要求

防靜電地極接地電阻＜10Ω。

地面或地墊：表面電阻值105-1010Ω;摩擦電壓＜100V。

墻壁：電阻值5×104-109Ω。

工作臺面或墊：表面電阻值106-109Ω；摩擦電壓＜100V；對地系統電阻106-108Ω。

工作椅面對腳輪電阻106-108Ω。

工作服、帽、手套摩擦電壓＜300V；鞋底摩擦電壓＜100V。

腕帶連接電纜電阻1MΩ；佩帶腕帶時(shí)系統電阻1-10MΩ。腳跟帶(鞋束)系統電阻0.5×105-108Ω。

物流車(chē)臺面對車(chē)輪系統電阻106-109Ω。

料盒、周轉箱、PCB架等物流傳遞器具表面電阻值103-108Ω;摩擦電壓＜100V。

包裝袋、盒摩擦電壓＜100V。

人體綜合電阻106-108Ω。

六、電子產(chǎn)品制造中防靜電措施及靜電作業(yè)區(點(diǎn))的一般要求

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SMT生產(chǎn)設備必須接地良好，貼裝機應采用三相無(wú)線(xiàn)制接地法并獨立接地。生產(chǎn)場(chǎng)所的地面、工作臺面墊、座椅等均應符合防靜電要求。車(chē)間內保持恒溫、恒濕的環(huán)境。應配備防靜電料盒、周轉箱、PCB架、物流小車(chē)、防靜電包裝帶、防靜電腕帶、防靜電烙鐵及工具等設施。

根據防靜電要求設置防靜電區域，并有明顯的防靜電警示標志。按作業(yè)區所使用器件的靜電敏感程度分成1、2、3級，根據不同級別制訂不同的防護措施。

1級靜電敏感程度范圍：0-1999V

2級靜電敏感程度范圍：2000-3999V
3級靜電敏感程度范圍：4000-15999V

16000V以上是非靜電敏感產(chǎn)品。

靜電安全區(點(diǎn))的室溫為23±3℃，相對濕度為45-70%RH。禁止在低于30%的環(huán)境內操作SSD(靜電敏感元器件)。

定期測量地面、桌面、周轉箱等表面電阻值。

靜電安全區(點(diǎn))的工作臺上禁止放置非生產(chǎn)物品，如餐具、茶具、提包、毛織物、報紙、橡膠手套等。

工作人員進(jìn)入防靜電區域，需放電。操作人員進(jìn)行操作時(shí)，必須穿工作服和防靜電鞋、襪。每次上崗操作前必須作靜電防護安全性檢查,合格后才能生產(chǎn)。

操作時(shí)要戴防靜電腕帶，每天測量腕帶是否有效。

測試SSD時(shí)應從包裝盒、管、盤(pán)中取一塊，測一塊,放一塊，不要堆在桌子上。經(jīng)測試不合格器件應退庫。

加電測試時(shí)必須遵循加電和去電順序：低電壓→高電壓→信號電壓的順序進(jìn)行。去電順序與此相反。同時(shí)注意電源極性不可顛倒，電源電壓不得超過(guò)額定值。

檢驗人員應熟悉SSD的型號、品種、測試知識，了解靜電保護的基本知識。

七、靜電敏感元器件(SSD)運輸、存儲、使用要求

SSD運輸過(guò)程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。

存放SSD的庫房相對濕度：30-40%RH。

SSD存放過(guò)程中保持原包裝，若須更換包裝時(shí)，要使用具有防靜電性能的容器。

庫房里，在放置SSD器件的位置上應貼有防靜電專(zhuān)用標簽。

發(fā)放SSD器件時(shí)應用目測的方法，在SSD器件的原包裝內清點(diǎn)數量。

對EPROM進(jìn)行寫(xiě)、擦及信息保護操作時(shí)，應將寫(xiě)入器／擦除器充分接地，要帶防靜電手鐲。

裝配、焊接、修板、調試等操作人員都必須嚴格按照靜電防護要求進(jìn)行操作。

測試、檢驗合格的印制電路板在封裝前再用離子噴槍噴射一次，以消除可能積聚的靜電荷。

八、防靜電工作區的管理與維護

制訂防靜電管理制度，并有專(zhuān)人負責。

備用防靜電工作服、鞋、手環(huán)等個(gè)人用品以備外來(lái)人員使用。

定期維護、檢查防靜電設施的有效性。

腕帶每周(或每天)檢查一次。

桌墊、地墊的接地性、靜電消除器的性能每月檢查一次。

防靜電元器件架、印制板架、周轉箱；運輸車(chē)、桌墊、地墊的防靜電性能每六個(gè)月檢查一次。

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編輯：黃飛

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