SMT防靜電 如何在SMT生產(chǎn)中的靜電防護
文章來源:本站人氣:2506發(fā)表時間:2015-12-28 14:40:36【小中大】
在電子產(chǎn)品制造中,靜電放電往往會損傷器件,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。本刊分別邀請北京、上海的兩位專家撰文介紹與分析電子產(chǎn)品制造中的靜電產(chǎn)生源及靜電防護原理,較詳細地介紹了SMT生產(chǎn)中的一些靜電防護技術(shù)基礎(chǔ)與相應(yīng)措施。供大家參考。
1、靜電和靜電的危害
靜電是一種電能,它存留于物體表面,是正負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果,是通過電子或離子的轉(zhuǎn)換而形成的。靜電現(xiàn)象是電荷在產(chǎn)生和消失過程中產(chǎn)生的電現(xiàn)象的總稱。如摩擦起電、人體起電等現(xiàn)象。
隨著科技發(fā)展,靜電現(xiàn)象已在靜電噴涂、靜電紡織、靜電分選、靜電成像等領(lǐng)域得到廣泛的有效應(yīng)用。但在另一方面,靜電的產(chǎn)生在許多領(lǐng)域會帶來重大危害和損失。例如在第一個阿波羅載人宇宙飛船中,由于靜電放電導(dǎo)致爆炸,使三名宇航員喪生;在火藥制造過程中由于靜電放電(ESD),造成爆炸傷亡的事故時有發(fā)生。在電子工業(yè)中,隨著集成度越來越高,集成電路的內(nèi)絕緣層越來越薄,互連導(dǎo)線寬度與間距越來越小,例如CMOS器件絕緣層的典型厚度約為0.1μm,其相應(yīng)耐擊穿電壓在80-100V;VMOS器件的絕緣層更薄,擊穿電壓在30V。而在電子產(chǎn)品制造中以及運輸、存儲等過程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠遠超過MOS器件的擊穿電壓,往往會使器件產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿(器件局部損傷)現(xiàn)象,使其失效或嚴重影響產(chǎn)品的可靠性。
為了控制和消除ESD,美國、西歐和日本等發(fā)達國家均制定了國家、軍用和企業(yè)標(biāo)準或規(guī)定。從靜電敏感元器件的設(shè)計、制造、購買、入庫、檢驗、倉儲、裝配、調(diào)試、半成品與成品的包裝、運輸?shù)染邢鄳?yīng)規(guī)定,對靜電防護器材的制造使用和管理也有較嚴格的規(guī)章制度要求。我國也參照國際標(biāo)準制定了軍用和企業(yè)標(biāo)準。例如有航天部、機電部、石油部等標(biāo)準。
2、靜電敏感器件(SSD)
對靜電反應(yīng)敏感的器件稱為靜電敏感元器件(SSD)。靜電敏感器件主要是指超大規(guī)模集成電路,特別是金屬化膜半導(dǎo)體(MOS電路)。表1為靜電敏感器件的分級表。可根據(jù)SSD分級表,針對不同的SSD器件,采取不同的靜電防護措施。
3、電子產(chǎn)品制造中的靜電源
(1)人體的活動,人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是電子產(chǎn)品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導(dǎo)致器件產(chǎn)生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產(chǎn)生的靜電電壓約0.5-2KV。另外空氣濕度對靜電電壓影響很大,若在干燥環(huán)境中還要上升1個數(shù)量級。表2為相對濕度對與人體活動帶電的關(guān)系。
人體帶電后觸摸到地線,會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,人體就會產(chǎn)生不同程度的電擊感反應(yīng),其反應(yīng)的程度稱為電擊感度。表3為不同靜電壓放電過程中人體的電擊感度。
(2)化纖或棉制工作服與工作臺面、坐椅摩擦?xí)r,可在服裝表面產(chǎn)生6000V以上的靜電電壓,并使人體帶電,此時與器件接觸時,會導(dǎo)致放電,容易損壞器件。
(3)橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達1013Ω,當(dāng)與地面摩擦?xí)r產(chǎn)生靜電,并使人體帶電。
(4)樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放人包裝中運輸時,器件表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏的靜電電壓,對敏感器件放電。
(5)用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚內(nèi)乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、樹脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB架等都可能因摩擦、沖擊產(chǎn)生1-3.5KV靜電電壓,對敏感藉件放電。
(6)普通工作臺面,受到摩擦產(chǎn)生靜電。
(7)混凝土、打臘拋光地板、橡膠板等絕緣地面的絕緣電阻高,人體上的靜電荷不易泄漏。