靜電威脅無處不在，電子元件的靜電防護很重要

在SMT加工過程中，靜電放電會對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重。

據統計，導致電子產品失效的因素中，靜電占比8%~33%，而每年因為靜電導致的電子產品損失，高達數十億美元。

因此在SMT生產中，實施靜電防護措施非常重要，本文將從靜電的產生到元件和場景的防護等方面，詳細介紹如何做好靜電防護措施。

一、靜電是如何產生的？

靜電放電（Electro-Static Discharge）簡稱ESD，ESD是一種物理現象，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移。在電荷轉移過程中，存在著電荷流動，傳送足夠的電量以抵消電壓。

比如冬天在地墊上行走時，會感覺觸電感；在冬天接觸把手時也會感覺被電到；在穿衣服時聽到的噼啪聲等等。

這些生活中微不足道的靜電現象，卻對電子元件和電子線路板有著很大的影響，比如可能會產生靜電擊穿使元件損壞或失效從而影響電子產品。那么SMT生產中常見的靜電有哪些呢？

● 常見靜電產生原理

1、摩擦起電

當兩種不同的材料之間摩擦時，其中一種材料會帶上電荷，形成靜電。

2、感應起電

物體在靜電場的作用下，發生了電荷上再分布的現象。如當一個帶電的物體靠近一個不帶電的物體時，兩者之間會形成一個電勢差，這個電勢差會導致電荷在不帶電物體上移動，從而在不帶電物體上產生靜電荷。

3、容性起電

由于已經具有一定電荷的帶電體在與另一個物體靠近、分離時，系統的電容發生改變，帶電體上的靜電電位將發生變化，形成靜電。

● 日常生活中的靜電：

地毯上走動可產生1.5KV～35KV靜電；

在乙烯樹酯地板上走動時可產生250V～12KV伏靜電；

室內屁股在椅子上一蹭就會產生1.8KV以上的靜電;

從沙發上起來時，人體靜電可高達10KV；

脫化纖衣服時的靜電電壓可高達數萬伏。

二、電子元件注意防靜電

對靜電敏感的電子元件一般有防靜電標志，生產過程中碰到貼有這些標志的元器件時要特別注意防靜電問題。

半導體集成電路在設計上對防靜電失效采取了保護措施，能為敏感的元器件提供低于2000V的靜電放電設計保護，同時也可以通過電路外圍設計增加保護電阻、嵌位二極管使之具更強的抗靜電能力。

● 對靜電敏感的電子元件

【注】這些數值僅供參考，實際數值可能會因型號、生產過程等不同而有所差異。在使用這些元件時，請務必參考元件的規格書以了解其靜電放電敏感性，并在生產過程中采取防靜電措施以保護它們免受靜電損害。

● 電子元件的損壞形式

1、完全失去功能

1）表現為器件電參數嚴重惡化， 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）表現為器件或產品各類電參數仍合格 ，但其使用壽命會大大縮短，可靠性變差，可能會在后續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。

三、常見靜電破壞的場景

1、放置元件

將元件放置在貼片板上時，由于靜電場的存在，元件可能會從放置位置滑落或變形，從而導致缺陷或故障。

2、靜電電荷積累

由于SMT設備的金屬外殼和接地裝置等，會積累靜電電荷，如果靜電電荷沒有及時釋放，就會對元件造成損壞。

3、污染損壞

靜電荷可以吸附灰塵、油污等雜質，導致元件或電路板表面污染，從而影響其正常工作。

4、吸附損壞

在搬運、存儲或組裝過程中，靜電荷可以吸附在元件或其他部件上，導致它們無法正常工作或損壞。

四、靜電防護的基本原則

● 靜電防護守則

1、在靜電安全區域使用或安裝靜電敏感元件。

2、用靜電屏蔽容器運送及存放靜電敏感元件或電路板。

3、定期檢測所安裝的靜電防護系統是否操作正常。

4、確保供應商明白及遵從以上三大原則。

● 靜電防護步驟

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、確保工作區域地面和桌子墊有足夠的導電能力，最好使用導電橡膠桌面或用導電膠帶粘在桌子四邊。

3、經常檢查接地系統是否良好，地線纜必須正確連接到匯流排。

4、使用電子工具或儀器時，要確保所使用的工具或儀器符合靜電防護要求。

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過導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等。

7、聘請經過靜電防護培訓的專業人員，確保防靜電措施得到正確實施。

8、定期進行靜電防護檢查和測試，確保防靜電措施的有效性。

9、禁止沒有系上手環的員工及客人接近靜電防護工作站，一旦發現違規情況，應立刻制止并報告上級領導。

10、如果發現靜電防護系統存在問題或缺陷，應立刻報告上級領導或靜電防護負責人，并及時采取措施進行改進和處理，確保靜電防護系統的有效性。

五、可制造性風險檢查

華秋DFM軟件是一款可制造性檢查的工藝軟件，雖然對上文所講的SMT靜電防護沒有做對應的檢查項，但是可以檢查PCB設計的圖形，比如檢查PCB防靜電設計的位置是否存在可制造性風險。

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