SMT貼片機(jī)生產(chǎn)車間的靜電知識
在SMT生產(chǎn)中,靜電的影響威力有時足可以用肉眼看到的,如:雷暴中的閃電.但在微觀狀況下,靜電事件每天者在發(fā)生,如:毛衣起電發(fā)聲,對毛衣有吸引,電視及電腦螢?zāi)坏姆e灰,還有一些靜電小意外,如在冬季觸用你的寵物毛皮﹑金屬門手把﹑塑膠袋等時會感到輕微電擊(麻感).
當(dāng)物體之間發(fā)生接觸或分離時,在物體表面處的原子中的自由電子將被重新分配,這個過程導(dǎo)致人們所稱的磨擦電(TRIBOELETRIC)產(chǎn)生.電荷分配不均的後果將是人們所說的靜電釋放.(Electrostatic Charge – ESD ) . 物體表面的靜電釋放都?xì)w結(jié)於它有多餘或不足的自由電子造成(分別帶負(fù)/正電荷).
我們之所稱之為靜電(Static Electricity)是因?yàn)槲矬w將保持它所帶的電荷,直至受到外界影響(使之有機(jī)會釋放﹑中和或重新分配).在分離與磨擦中產(chǎn)生的靜電總量與接觸的寬度﹑材料的復(fù)雜度﹑質(zhì)地的濕度都相關(guān).靜電電壓累積至30000伏特已不算稀奇,如走過地板即可產(chǎn)生. 靜電電壓累積雖然只有10伏特依然能破壞一類ESD敏感設(shè)備.
盡管我們經(jīng)常看到靜電的現(xiàn)象並且能感知到它的存在,但靜電本質(zhì)上是不可見的.靜電的引起是由於物體的表面是一個打破自然穩(wěn)定常態(tài)的不平衡狀態(tài).物體表面存在有不平衡的電體,就是講可能不管在何時,電體均會恢復(fù)平衡,這是一個快速移動,快速結(jié)合同時進(jìn)行靜電釋放的過程.如果這種釋放發(fā)生在3000V以上,我們可能會感覺到.靜電釋放雖然低於人的感覺範(fàn)圍這一水平,但對電子零件和電晶體依然是致命的.高於6000V快速的靜電釋放是可見的.
一般有這樣的誤解認(rèn)為導(dǎo)電性材料是不會產(chǎn)生電荷.這是因?yàn)殡姾蓮膶?dǎo)電性材料的接地端徹底快速的流走.沒有接地的導(dǎo)體是可以聚集和存儲電荷的.
材料被區(qū)分為抗靜電材料是以材料抑制摩擦起電而產(chǎn)生電荷的程度來分類的.抗靜電材料是可以傳導(dǎo)(&1t10E5 歐姆/一單元),消散(10E5-10E11歐姆/一單元),絕緣 (>10E12 歐姆/一單元) .導(dǎo)體或抗靜電絕緣材料才可以用在防止ESD領(lǐng)域.
絕緣材料很難去理解存在電荷的聚集和存儲. 絕緣材料在物體間不能進(jìn)行電荷的移動和擴(kuò)散.對於絕緣體接地也不是一種有效中和的方式.絕緣體的靜態(tài)區(qū)域也不是長久的,它將要*終進(jìn)行與自由離子的逐步再結(jié)合.
在空氣中會很自然的發(fā)生自由離子聚集成為微粒,他們也許來自于原子,分子,或分子組,就象水滴一樣.如果自由離子接觸一相反極性的電荷,它將被吸引並且恢復(fù)平衡.一個電荷體是圍繞在靜電區(qū)域,這個區(qū)域也能通過電荷感應(yīng)來影響周圍的區(qū)域.電荷感應(yīng)使靜電區(qū)域不經(jīng)過接觸來改變其他物體,就象長了一雙能走很遠(yuǎn)的腳.
1. 靜電狀態(tài)和產(chǎn)品品質(zhì)
在影片材料或塑膠的生產(chǎn)中,靜電狀態(tài)使材料間互相依附而引起品質(zhì)問題品質(zhì)下降.在清潔的房間裏,充電材料能吸附灰塵,阻止灰塵粒子的循環(huán)加強(qiáng)了過瀘系統(tǒng)的性能.
很多可見的品質(zhì)下降的問題都是由靜電引起的.零件微小的痕跡和交替的層結(jié)構(gòu)也許是絕緣體,導(dǎo)體,半導(dǎo)體.通過追蹤元件可發(fā)現(xiàn)ESD危害直接針對於零件結(jié)構(gòu).
不幸的是,對其他工業(yè)的影響比及對電子零件的ESD危害不是那麼明顯.那是因?yàn)殪o電危害是不可見的而且是潛在的,並且這些不能被電子設(shè)備的功能測試所發(fā)現(xiàn). ESD危害會引起初始失敗和不穩(wěn)定的狀態(tài).估計(jì)每年關(guān)於對於電子設(shè)備運(yùn)行的危害的損失*高達(dá)到50億.
ESD危害不僅僅是指對元件的危害,而且包括勞動的損失和維修區(qū)運(yùn)載的花費(fèi),另外的損失是推遲的訂單引起客戶的不滿.
一些公司有ESD控制工具程式來降低品質(zhì)**.所以有適當(dāng)?shù)目刂瞥淌娇山档统杀?/span>,這些對于節(jié)約成本是有效的.ISO9000也証明需要有適當(dāng)?shù)牧鞒虂砜刂?/span>ESD.
2. ESD 保護(hù)
控制ESD保護(hù)方法
*電荷防止
*接地
*靜電遮罩
*中和
*教育
1.電荷防止
通過降低電荷聚集材料表面電荷來防止電荷是一精明之舉.防止電荷聚集是一個對ESD控制流程來說是一個重要的部分,我們可以用一些抗靜電材料防止電荷聚集以消除多餘的電荷運(yùn)動來建立平衡狀態(tài).抗靜電材料是一種可聚集*少電荷的材料,當(dāng)有摩擦和分離時,*多可產(chǎn)生200伏特的電壓. 抗靜電材料也許是一種具有低電荷聚集能力的天然材料,或是由抗靜電代理商生產(chǎn)的材料.
2.接地
接地也就是連接,一個簡單的理解是將所有導(dǎo)體連在一起(在同一點(diǎn)),所以電荷將會有**向,導(dǎo)致導(dǎo)體在同一點(diǎn)上,並且*終保持在同一水平面上.就象水能保持平面一樣.每一點(diǎn)必須是人體接地,這一點(diǎn)是我們比較容易做到的.
3.靜電屏蔽
靜電屏蔽是阻止靜電敏感設(shè)備從外部電區(qū)域或接觸一個電荷體從而進(jìn)行電荷的傳輸與存儲.金屬保護(hù)袋用來保護(hù)靜電敏感性元件.
1. 中和
絕緣體是以一些其他方式被中和,所以絕緣體是不能導(dǎo)電的,接地時沒有任何現(xiàn)象。普通的方法是通過電離中和絕緣體.電荷材料將會吸引相反極性的離子並快速變?yōu)橹行?/span>.
2. 教育
教育對于一個成功的ESD製程系統(tǒng)來說是必要的.ESD的防止需要每個人在敏感性元件投入直至完成的每一時刻去理解和約束。每個人必須理解ESD的危害，知道要阻止ESD失敗就要注重每一個個別的細(xì)節(jié).
防止好靜電，就避免了產(chǎn)品因?yàn)殪o電而產(chǎn)生的缺陷，提高了品質(zhì)，這是每個工廠必須要做好的事情