SMT表面貼裝工藝中的靜電防護(hù)

　　一、靜電防護(hù)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(hù)的核心是“靜心消除”。

　　靜電防護(hù)原理：

　　(1)對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內(nèi)。

　　(2)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(hù)方法

　　(1)使用防靜電材料：金屬是導(dǎo)體，因?qū)w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(dǎo)體，以及表面電阻1×105-1×108Ω?cm的靜電亞導(dǎo)體作為防靜電材料。例如常用的靜電防護(hù)材料是在橡膠中混入導(dǎo)電碳黑來實(shí)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(jìn)行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線的方法建立“獨(dú)立”地線。使地線與大地之間的電阻＜10Ω。(參見GBJl79或SJ／T10*-1996)

　　靜電防護(hù)材料接地方法：將靜電防護(hù)材料(如于作臺(tái)面墊、地墊、防靜電腕帶等)通過1MΩ的電阻接到通向獨(dú)立大地線的導(dǎo)體上(參見SJ／T10630-1995)。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。

　　IPC-A-610C標(biāo)準(zhǔn)中推薦的防靜電工作臺(tái)接地方法如圖1。

　　SMT生產(chǎn)中的靜電防護(hù)技術(shù)4

　　(3)導(dǎo)體帶靜電的消除：導(dǎo)體上的靜電可以用接地的方法使靜電泄漏到大地。放電體卜的電壓與釋放時(shí)間可用下式表示：

　　UT=U0L1/RC

　　式中 UT-T時(shí)刻的電壓(V) U0一起始電壓(V) R-等效電阻(Ω) C-導(dǎo)體等效電容(pf)

　　一般要求在1秒內(nèi)將靜電泄漏。即1秒內(nèi)將電壓降至1OOV以下的安全區(qū)。這樣可以防止泄漏速度過快、泄漏電流過大對SSD造成損壞。若U0=500V，C=200pf，想在1秒內(nèi)使UT達(dá)到100V，則要求R=1．28×109Ω。因此靜電防護(hù)系統(tǒng)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(shè)計(jì)的。如果操作人員在靜電防護(hù)系統(tǒng)中，不小心觸及到220V工業(yè)電壓，也不會(huì)帶來危險(xiǎn)。

　　(4)非導(dǎo)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。可采用以下措施：

　　(a)使用離子風(fēng)機(jī)-離子風(fēng)機(jī)產(chǎn)生正、負(fù)離子，可以中和靜電源的靜電?？稍O(shè)置在空間和貼裝機(jī)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(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)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(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(shí)釋放，應(yīng)從廠房設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。

　　三．靜電防護(hù)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(dòng)地板等。

　　(3)防靜電操作系列：包括防靜電：I：作臺(tái)墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車、防靜電烙鐵及工具等。

　　四．靜電測量儀器．

　　(1)靜電場測試儀：用于測量臺(tái)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(hù)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(dǎo)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(biāo)要求

　　(1)防靜電地極接地電阻＜10Ω。

　　(2)地面或地墊：表面電阻值105-1010Ω;摩擦電壓＜100V。

　　(3)墻壁：電阻值5×104-109Ω。

　　(4)工作臺(tái)面或墊：表面電阻值106-109Ω；摩擦電壓＜100V；對地系統(tǒng)電阻106-108Ω。

　　(5)工作椅面對腳輪電阻106-108Ω。

　　(6)工作服、帽、手套摩擦電壓＜300V；鞋底摩擦電壓＜100V。

　　(7)腕帶連接電纜電阻1MΩ；佩帶腕帶時(shí)系統(tǒng)電阻1-1OMΩ。腳跟帶(鞋束)系統(tǒng)電阻0．5×105-108Ω。

　　(8)物流車臺(tái)面對車輪系統(tǒng)電阻106-109Ω。

　　(9)料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB架等物流傳遞器具一表面電阻值103-108Ω;摩擦電壓＜100V。

　　(10)包裝代、盒一摩擦電壓＜100V。

　　(11)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(qū)(點(diǎn))的一般要求

　　SMT生產(chǎn)中的靜電防護(hù)技術(shù)5

　　SMT生產(chǎn)設(shè)備必須接地良好，貼裝機(jī)應(yīng)采用三相無線制接地法并獨(dú)立接地。生產(chǎn)場所的地面、工作臺(tái)面墊、坐椅等均應(yīng)符合防靜電要求。車間內(nèi)保持恒溫、恒濕的環(huán)境。應(yīng)配備防靜電料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB架、物流小車、防靜電包裝帶、防靜電腕帶、防靜電烙鐵及工具等設(shè)施。

　　(1)根據(jù)防靜電要求設(shè)置防靜電區(qū)域，并有明顯的防靜電警示標(biāo)志。按作業(yè)區(qū)所使用器件的靜電敏感程度分成1、2、3級，根據(jù)不同級別制訂不同的防護(hù)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以上是非靜電敏感程產(chǎn)品。

　　(2)靜電安全區(qū)(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(nèi)操作SSD(靜電敏感元器件)。

　　(3)定期測量地面、桌面、周轉(zhuǎn)箱等表面電阻值。

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

　　(5)工作人員進(jìn)入防靜電區(qū)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(hù)安全性檢查,合格后才能生產(chǎn)。

　　(6)操作時(shí)要戴防靜電腕帶，每天測量腕帶是否有效。

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

　　(8)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，電源電壓不得超過額定值。

　　(9)檢驗(yàn)人員應(yīng)熟悉SSD的型號、品種、測試知識(shí)，了解靜電保護(hù)的基本知識(shí)。

　　七．靜電敏感元器件(SSD)運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用要求

　　(1)SSD運(yùn)輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。

　　(2)存放SSD的庫房相對濕度：30-40％RH。

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

　　(4)庫房里，在放置SSD器件的位置上應(yīng)貼有防靜電專用標(biāo)簽。

　　(5)發(fā)放SSD器件時(shí)應(yīng)用目測的方法，在SSD器件的原包裝內(nèi)清點(diǎn)數(shù)量。

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

　　(7)裝配、焊接、修板、調(diào)試等操作人員都必須嚴(yán)格按照靜電防護(hù)要求進(jìn)行操作。

　　(8)測試、檢驗(yàn)合格的印制電路板在封裝前應(yīng)用離子噴槍噴射一次，以消除可能積聚的靜電荷。