SMT表面贴装工艺中的静电防护

　　SMT表面贴装工艺中的静电防护

　　一、静电防护原理

　　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。静电防护的是“静心消除”。

　　静电防护原理：

　　（1）对可能产生静电的地方要防止静电积聚。采取措施在安全范围内。

　　（2）对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放。

　　二．静电防护方法

　　（1）使用防静电材料：金属是导体，因导体的漏放电流大，会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电，因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻l×105Ω？cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1×105-1×108Ω？cm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，将表面电阻控制在1×106Ω？cm以下。

　　（2）泄漏与接地：对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻＜10Ω。（参见GBJl79或SJ／T10*-1996）

　　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1MΩ的电阻接到通向独立大地线的导体上（参见SJ／T10630-1995）。串接1MΩ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通常是直接接地，称为硬接地。

　　IPC-A-610C标准中推荐的防静电工作台接地方法如图1。

　　SMT生产中的静电防护技术4

　　（3）导体带静电的消除：导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体卜的电压与释放时间可用下式表示：

　　UT=U0L1/RC

　　式中 UT-T时刻的电压（V） U0一起始电压（V） R-等效电阻（Ω） C-导体等效电容（pf）

　　一般要求在1秒内将静电泄漏。即1秒内将电压降至1OOV以下的安全区。这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V，C=200pf，想在1秒内使UT达到100V，则要求R=1．28×109Ω。因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻，将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作安全设计的。如果操作人员在静电防护系统中，不小心触及到220V工业电压，也不会带来危险。

　　（4）非导体带静电的消除：对于绝缘体上的静电，由于电荷不能在绝缘体上流动，因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施：

　　（a）使用离子风机-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）使用静电消除剂-静电消除剂属于表面活性剂。可用静电消除剂檫洗仪器和物体表面，能迅速消除物体表面的静电。

　　（c）控制环境湿度-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取加湿通风的措施。

　　（d）采用静电屏蔽-对易产生静电的设备可采用屏蔽罩（笼），并将屏蔽罩（笼）有效接地。

　　（5）工艺控制法：为了在电子产品制造中尽量少的产生静电，控制静电荷积聚，对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放，应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。

　　三．静电防护器材

　　（1）人体防静电系统包括防静电腕带、工作服、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。

　　四．静电测量仪器．

　　（1）静电场测试仪：用于测量台面、地面等表面电阻值。平面结构场合和非平面场合要选择不同规格的测量仪。

　　（2）腕带测试仪：测量腕带是否有效。

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

　　（4）兆欧表：用于测量所有导电型、抗静电型及静电泄放型表面的阻抗或电阻。

　　五．电子产品制造中防静电技术指标要求

　　（1）防静电地极接地电阻＜10Ω。

　　（2）地面或地垫：表面电阻值105-1010Ω;摩擦电压＜100V。

　　（3）墙壁：电阻值5×104-109Ω。

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

　　（5）工作椅面对脚轮电阻106-108Ω。

　　（6）工作服、帽、手套摩擦电压＜300V；鞋底摩擦电压＜100V。

　　（7）腕带连接电缆电阻1MΩ；佩带腕带时系统电阻1-1OMΩ。脚跟带（鞋束）系统电阻0．5×105-108Ω。

　　（8）物流车台面对车轮系统电阻106-109Ω。

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

　　（10）包装代、盒一摩擦电压＜100V。

　　（11）人体综合电阻106-108Ω。

　　六、 电子产品制造中防静电措施及静电作业区（点）的一般要求

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　　SMT生产设备必须接地良好，贴装机应采用三相无线制接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台面垫、坐椅等均应符合防静电要求。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设施。

　　（1）根据防静电要求设置防静电区域，并有明显的防静电警示标志。按作业区所使用器件的静电敏感程度分成1、2、3级，根据不同级别制订不同的防护措施。

　　1级静电敏感程度范围：0-1999V

　　2级静电敏感程度范围：2000-3999V

　　3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23±3℃，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）定期测量地面、桌面、周转箱等表面电阻值。

　　（4）静电安全区（点）的工作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）工作人员进入防静电区域，需放电。操作人员进行操作时，必须穿工作服和防静电鞋、袜。每次上岗操作前必须作静电防护安全性检查，合格后才能生产。

　　（6）操作时要戴防静电腕带，每天测量腕带是否有效。

　　（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）加电测试时必须遵循加电和去电顺序：低电压→高电压→信号电压的顺序进行。去电顺序与此相反。同时注意电源极性不可颠倒，电源电压不得超过额定值。

　　（9）检验人员应熟悉SSD的型号、品种、测试知识，了解静电保护的基本知识。

　　七．静电敏感元器件（SSD）运输、存储、使用要求

　　（1）SSD运输过程中不得掉落在地，不得任意脱离包装。

　　（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，若须更换包装时，要使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器件时应用目测的方法，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）装配、焊接、修板、调试等操作人员都必须严格按照静电防护要求进行操作。

　　（8）测试、检验合格的印制电路板在封装前应用离子喷枪喷射，以消除可能积聚的静电荷。