一文展示SMT电子分娩中的防静电技能指标

1．静电和静电的危害

静电是一种电能，它存留于物体表面，是正负电荷在局部范围内失落去平衡的结果，是通过电子或离子的转换而形成的。
静电征象是电荷在产生和消逝过程中产生的电征象的总称。
如摩擦起电、人体起电等征象。

随着科技发展，静电征象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效运用。
但在另一方面，静电的产生在许多领域会带来重大危害和丢失。
例如在第一个阿波罗载人宇宙飞船中，由于静电放电导致爆炸，使三名宇航员丧生；在炸药制造过程中由于静电放电(ESD)，造成爆炸伤亡的事件时有发生。

在电子工业中，随着集成度越来越高，集成电路的内绝缘层越来越薄，互连导线宽度与间距越来越小，例如CMOS器件绝缘层的范例厚度约为0．1m，其相应耐击穿电压在80-100V；VMOS器件的绝缘层更薄，击穿电压在30V。
而在电子产品制造中以及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过MOS器件的击穿电压，每每会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)征象，使其失落效或严重影响产品的可靠性。

为了掌握和肃清ESD，美国、西欧和日本等发达国家均制订了国家、军用和企业标准或规定。
从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、考验、仓储、装置、调试、半成品与成品的包装、运输等均有相应规定，对静电防护器材的制造利用和管理也有较严格的规章制度哀求。
我国也参照国际标准制订了军用和企业标准。
例如有航天部、机电部、石油部等标准。

2．静电敏感器件(SSD)

对静电反应敏感的器件称为静电敏感元器件(SSD)。
静电敏感器件紧张是指超大规模集成电路，特殊是金属化膜半导体(MOS电路)。
表1为静电敏感器件的分级表。
可根据SSD分级表，针对不同的SSD器件，采纳不同的静电防护方法。

3．电子产品制造中的静电源

(1)人体的活动，人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、打仗和分离等产生的静电是电子产品制造中紧张静电源之一。
人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的紧张缘故原由。
人体活动产生的静电电压约0．5-2KV。
其余空气湿度对静电电压影响很大，若在干燥环境中还要上升1个数量级。
人体带电后触摸到地线，会产生放电征象，人体就会产生不同程度的电击感反应，其反应的程度称为电击感度。

(2)化纤或棉制事情服与事情台面、坐椅摩擦时，可在服装表面产生6000V以上的静电电压，并使人体带电，此时与器件打仗时，会导致放电，随意马虎破坏器件。

(3)橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013，当与地面摩擦时产生静电，并使人体带电。

(4)树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放人包装中运输时，器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压，对敏感器件放电。

(5)用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1-3．5KV静电电压，对敏感藉件放电。

(6)普通事情台面，受到摩擦产生静电。

(7)混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高，人体上的静电荷不易泄露。

(8)电子生产设备和工具方面：例如电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机、调试和检测等设备内的高压变压器、交／盲流电路都会在设备卜感应出静电。
如果设备静电泄放方法不好，都会引起敏感器件在制造过程中失落效。
烘箱内热空气循环流动与箱体摩擦、CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。

4．静电防护事理

电子产品制造中，不产生静电是不可能的。
产生静电不是危害所在，其危害所在于静电积聚以及由此产生的静电放电。
静电防护的核心是“静心肃清”。

静电防护事理：

(1)对可能产生静电的地方要防止静电积聚。
采纳方法在安全范围内。

(2)对已经存在的静电积聚迅速肃清掉，即时开释。
5．静电防护方法

(1)利用防静电材料：金属是导体，因导体的漏放电流大，会破坏器件。
其余由于绝缘材料随意马虎产生摩擦起电，因此不能采取金属和绝缘材料作防静电材料。
而是采取表面电阻l105cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1105-1108cm的静电亚导体作为防静电材料。
例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电碳黑来实现的，将表面电阻掌握在1106cm以下。

(2)泄露与接地：对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，供应静电开释通道。
采取埋大地线的方法建立“独立”地线。
使地线与大地之间的电阻＜10。

静电防护材料接地方法：将静电防护材料(如于作台面垫、地垫、防静电腕带等)通过1M的电阻接到通向独立大地线的导体上(拜会SJ／T10630-1995)。
串接1M电阻是为了确保对地泄放＜5mA的电流，称为软接地。
设备外壳和静电屏蔽罩常日是直接接地，称为硬接地。

(3)导体带静电的肃清：导体上的静电可以用接地的方法使静电泄露到大地。
放电体卜的电压与开释韶光可用下式表示：

UT=U0L1/RC式中 UT-T时候的电压(V) U0一起始电压(V) R-等效电阻() C-导体等效电容(pf)

一样平常哀求在1秒内将静电泄露。
即1秒内将电压降至1OOV以下的安全区。
这样可以防止泄露速度过快、泄露电流过大对SSD造成破坏。
若U0=500V，C=200pf，想在1秒内使UT达到100V，则哀求R=1．28109。
因此静电防护系统中常日用1M的限流电阻，将泄放电流限定在5mA以下。
这是为操作安全设计的。
如果操作职员在静电防护系统中，欠妥心触及到220V工业电压，也不会带来危险。

(4)非导体带静电的肃清：对付绝缘体上的静电，由于电荷不能在绝缘体上流动，因此不能用接地的方法肃清静电。
可采取以下方法：

(a)利用离子风机—离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。
可设置在空间和贴装机贴片头附近。

(b)利用静电肃清剂—静电肃清剂属于表面活性剂。
可用静电肃清剂檫洗仪器和物体表面，能迅速肃清物体表面的静电。

(c)掌握环境湿度—增加湿度可提高非导体材料的表面电导率，使物体表面不易积聚静电。
例如北方干燥环境可采纳加湿透风的方法。

(d)采取静电屏蔽—对易产生静电的设备可采取屏蔽罩(笼)，并将屏蔽罩（笼）有效接地。

(5)工艺掌握法：为了在电子产品制造中只管即便少的产生静电,掌握静电荷积聚，对已经存在的静电积聚迅速肃清掉，即时开释，应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采纳有效方法。

6．静电防护器材

(1)人体防静电系统包括防静电腕带、事情服、帽、手套、鞋、袜等。

(2)防静电地面包括防静电水磨石地面、防静电橡胶地面、PVC防静电塑料地板、防静电地毯、防静电活动地板等。

(3)防静电操作系列：包括防静电：I：作台垫、防静电包装袋、防静电物流小车、防静电烙铁及工具等。

7．静电丈量仪器．

(1)静电场测试仪：用于丈量台面、地面等表面电阻值。
平面构造场合和非平面场合要选择不同规格的丈量仪。

(2)腕带测试仪：丈量腕带是否有效。

(3)人体静电测试仪：用于丈量人体携带的静电量，人体双脚之间的阻抗，丈量人体之间的静电差,腕带、接地插头、事情服等是否阻护有效。
还可以作为入门放电，把人体静电隔在车间之外。

(4)兆欧表：用于丈量所有导电型、抗静电型及静电泄放型表面的阻抗或电阻。

8．电子产品制造中防静电技能指标哀求

(1)防静电地极接地电阻＜10。

(2)地面或地垫：表面电阻值105-1010;摩擦电压＜100V。

(3)墙壁：电阻值5104-109。

(4)事情台面或垫：表面电阻值106-109；摩擦电压＜100V；对地系统电阻106-108。

(5)事情椅面对脚轮电阻106-108。

(6)事情服、帽、手套摩擦电压＜300V；鞋底摩擦电压＜100V。

(7)腕带连接电缆电阻1M；佩带腕带时系统电阻1-1OM。
脚跟带(鞋束)系统电阻0．5105-108。

(8)物流车台面对车轮系统电阻106-109。

(9)料盒、周转箱、PCB架等物流传递用具一表面电阻值103-108;摩擦电压＜100V。

(10)包装代、盒一摩擦电压＜100V。

(11)人体综合电阻106-108。

9 防静电方法及静电作业区(点)的一样平常哀求

SMT生产设备必须接地良好，贴装机应采取三相无线制接地法并独立接地。
生产场所的地面、事情台面垫、坐椅等均应符合防静电哀求。
车间内保持恒温、恒湿的环境。
应配备防静电料盒、周转箱、PCB架、物流小车、防静电包装带、防静电腕带、防静电烙铁及工具等举动步伐。
(1)根据防静电哀求设置防静电区域，并有明显的防静电警示标志。
按作业区所利用器件的静电敏感程度分成1、2、3级，根据不同级别订定不同的防护方法。

1级静电敏感程度范围：0-1999V2级静电敏感程度范围：2000-3999V3级静电敏感程度范围：4000-15999V

16000V以上是非静电敏感程产品。

(2)静电安全区(点)的室温为233℃，相对湿度为45-70％RH。
禁止在低于30％的环境内操作SSD(静电敏感元器件)。

(3)定期丈量地面、桌面、周转箱等表面电阻值。
(4)静电安全区(点)的事情台上禁止放置非生产物品，如餐具、茶具、提包、毛织物、报纸、橡胶手套等。
(5)事情职员进入防静电区域，需放电。
操作职员进行操作时，必须穿事情服和防静电鞋、袜。
每次上岗操作前必须作静电防护安全性检讨,合格后才能生产。

(6)操作时要戴防静电腕带，每天丈量腕带是否有效。

(7)测试SSD时应从包装盒、管、盘中取一块，测一块,放一块，不要堆在桌子上。
经测试不合格器件应退库。

(8)加电测试时必须遵照加电和去电顺序：低电压→高电压→旗子暗记电压的顺序进行。
去电顺序与此相反。
同时把稳电源极性不可颠倒，电源电压不得超过额定值。

(9)考验职员应熟习SSD的型号、品种、测试知识，理解静电保护的基本知识。

10．静电敏感元器件(SSD)运输、存储、利用哀求

(1)SSD运输过程中不得掉落在地，不得任意分开包装。

(2)存放SSD的库房相对湿度：30-40％RH。

(3)SSD存放过程中保持原包装，若须改换包装时，要利用具有防静电性能的容器。

(4)库房里，在放置SSD器件的位置上应贴有防静电专用标签。

(5)发放SSD器件时运用目测的方法，在SSD器件的原包装内清点数量。

(6)对EPROM进行写、擦及信息保护操作时，应将写入器／擦除器充分接地，要带防静电手镯。

(7)装置、焊接、修板、调试等操作职员都必须严格按照静电防护哀求进行操作。

(8)测试、考验合格的印制电路板在封装前运用离子喷枪喷射一次，以肃清可能积聚的静电荷。

11．防静电事情区的管理与掩护

(1)订定防静电管理制度，并有专人卖力。

(2)备用防静电事情服、鞋、手镯等个人用品以备外来职员利用。

(3)定期掩护、检讨防静电举动步伐的有效性。

(4)腕带每周(或天)检讨一次。

(5)桌垫、地垫的接地性、静电肃清器的性能每月检讨一次。

(6)防静电元器件架、印制板架、周转箱；运输车、桌垫、地垫的防静电性能每六个月检讨次。