昆山威爾欣光電分析：如何在SMT貼片加工生產中的靜電防護

在昆山電子產品制造中，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生產中的靜電防護非常重要。本刊分別邀請?zhí)K州、上海的兩位專家撰文介紹與分析電子產品制造中的靜電產生源及靜電防護原理，較詳細地介紹了SMT生產中的一些靜電防護技術基礎與相應措施。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失去平衡的結果，是通過電子或離子的轉換而形成的。靜電現(xiàn)象是電荷在產生和消失過程中產生的電現(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、靜電成像等領域得到廣泛的有效應用。但在另一方面，靜電的產生在許多領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，集成電路的內絕緣層越來越薄，互連導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。而在電子產品制造中以及運輸、存儲等過程中所產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)標準或規(guī)定。從靜電敏感元器件的設計、制造、購買、入庫、檢驗、倉儲、裝配、調試、半成品與成品的包裝、運輸?shù)染邢鄳?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。我國也參照國際標準制定了軍用和企業(yè)標準。例如有航天部、機電部、石油部等標準。
　　
　　2、靜電敏感器件(SSD)
　　
　　對靜電反應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、接觸和分離等產生的靜電是電子產品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導致器件產生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產生的靜電電壓約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系。
　　
　　人體帶電后觸摸到地線，會產生放電現(xiàn)象，人體就會產生不同程度的電擊感反應，其反應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、坐椅摩擦時，可在服裝表面產生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，當與地面摩擦時產生靜電，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、周轉箱、PCB架等都可能因摩擦、沖擊產生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。

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