SMT貼片機(jī)生產(chǎn)車間的靜電知識(shí)
在SMT生產(chǎn)中,靜電的影響威力有時(shí)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(duì)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(shí)會(huì)感到輕微電擊(麻感).
當(dāng)物體之間發(fā)生接觸或分離時(shí),在物體表面處的原子中的自由電子將被重新分配,這個(gè)過(guò)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(shuō)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(huì)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(guò)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)?？吹届o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(jiàn)的.靜電的引起是由於物體的表面是一個(gè)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(shí),電體均會(huì)恢復(fù)平衡,這是一個(gè)快速移動(dòng),快速結(jié)合同時(shí)進(jìn)行靜電釋放的過(guò)程.如果這種釋放發(fā)生在3000V以上,我們可能會(huì)感覺(jué)到.靜電釋放雖然低於人的感覺(jué)範(fàn)圍這一水平,但對(duì)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(jiàn)的.
一般有這樣的誤解認(rèn)為導(dǎo)電性材料是不會(huì)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(méi)有接地的導(dǎo)體是可以聚集和存儲(chǔ)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(lái)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(chǔ). 絕緣材料在物體間不能進(jìn)行電荷的移動(dòng)和擴(kuò)散.對(duì)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(zhǎng)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(huì)很自然的發(fā)生自由離子聚集成為微粒,他們也許來(lái)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(gè)電荷體是圍繞在靜電區(qū)域,這個(gè)區(qū)域也能通過(guò)電荷感應(yīng)來(lái)影響周圍的區(qū)域.電荷感應(yīng)使靜電區(qū)域不經(jīng)過(guò)接觸來(lái)改變其他物體,就象長(zhǎng)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(wèn)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(guò)瀘系統(tǒng)的性能.
很多可見(jiàn)的品質(zhì)下降的問(wèn)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(guò)追蹤元件可發(fā)現(xiàn)ESD危害直接針對(duì)於零件結(jié)構(gòu).
不幸的是,對(duì)其他工業(yè)的影響比及對(duì)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(jiàn)的而且是潛在的,並且這些不能被電子設(shè)備的功能測(cè)試所發(fā)現(xiàn). ESD危害會(huì)引起初始失敗和不穩(wěn)定的狀態(tài).估計(jì)每年關(guān)於對(duì)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(duì)元件的危害,而且包括勞動(dòng)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(lái)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(duì)于節(jié)約成本是有效的.ISO9000也証明需要有適當(dāng)?shù)牧鞒虂?lái)控制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(guò)降低電荷聚集材料表面電荷來(lái)防止電荷是一精明之舉.防止電荷聚集是一個(gè)對(duì)ESD控制流程來(lái)說(shuō)是一個(gè)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(dòng)來(lái)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(shí),*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(gè)簡(jiǎn)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(huì)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(gè)電荷體從而進(jìn)行電荷的傳輸與存儲(chǔ).金屬保護(hù)袋用來(lái)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(shí)沒(méi)有任何現(xiàn)象。普通的方法是通過(guò)電離中和絕緣體.電荷材料將會(huì)吸引相反極性的離子並快速變?yōu)橹行?/span>.
2. 教育
教育對(duì)于一個(gè)成功的ESD製程系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必要的.ESD的防止需要每個(gè)人在敏感性元件投入直至完成的每一時(shí)刻去理解和約束。每個(gè)人必須理解ESD的危害，知道要阻止ESD失敗就要注重每一個(gè)個(gè)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(gè)工廠必須要做好的事情