SMT生產(chǎn)線不可不防靜電的破壞

     在SMT生產(chǎn)線車間，防靜電一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。據(jù)美國(guó)靜電放電協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字估計(jì)，在SMT線車間發(fā)生的不明損壞中，約25%來(lái)自靜電放電破壞，每年損失金額高達(dá)50億美元。

什么是靜電放電(ESD)？

     靜電放電是指任何物體在未經(jīng)接通電源的情況下，產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移，其中最常見(jiàn)的情況，就是當(dāng)兩種物質(zhì)互相接觸產(chǎn)生電荷，一旦持續(xù)積聚至出現(xiàn)電壓差時(shí)，可以沖破物質(zhì)間的絕緣體(可以是空氣或其他物質(zhì))，繼而產(chǎn)生靜電放電。閃電就是一個(gè)明顯例子。

    事實(shí)上，靜電放電問(wèn)題由來(lái)已久。隨著半導(dǎo)體的誕生，元件的體積越來(lái)越小，這個(gè)問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重。

    靜電放電可以不同形式出現(xiàn)，由小至50伏到大至上升伏不等。人體只能感覺(jué)到兩千伏以上的靜電，畢竟所產(chǎn)生的電力非常微小，不會(huì)造成傷害。不過(guò)，在電子生產(chǎn)線車間，這就是完全兩碼子事。

靜電如何搞破壞？

災(zāi)難性損壞

     當(dāng)電子元件接觸到靜電放電后，電路遭到永久性破壞，功能完全喪失，通過(guò)基本檢測(cè)已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)，工廠需對(duì)其進(jìn)行返工。

     以下圖片由環(huán)球儀器先進(jìn)工藝實(shí)驗(yàn)室提供，他們對(duì)一臺(tái)正在進(jìn)行LED組裝的插件機(jī)，施加高達(dá)五千瓦的電力。然后在球鍵合晶片正上方，通過(guò)LED鏡片往下拍攝其Z切面。四張圖片都是展示同一個(gè)樣本，只是采用不同的放大和照明技術(shù)。從圖片中，可見(jiàn)在晶片表層上的金色盤圓周邊上，出現(xiàn)遭到靜電破壞的痕跡。

潛在性損壞

     當(dāng)電子元件接觸到靜電放電后，部分電路遭到破壞(見(jiàn)下面)，功能尚未完全喪失，在基本檢測(cè)中也未能發(fā)現(xiàn)，但功能時(shí)好時(shí)壞，也不知道可以維持多久，使產(chǎn)品變得不穩(wěn)定。如果使用在醫(yī)療或軍工產(chǎn)品上，后果將是十分嚴(yán)重。

    下圖顯示在電壓調(diào)節(jié)器上出現(xiàn)的潛在性損壞，它在損壞后維持了一個(gè)小時(shí)功能，終告完全失效。

     到底，我們?cè)撊绾畏乐轨o電呢？由于靜電放電對(duì)元件的破壞問(wèn)題不容忽視，以下介紹一些常用的防靜電方法。

針對(duì)人員的安全措施

• 所有人員在進(jìn)入靜電安全工作區(qū)前，均應(yīng)進(jìn)行防靜電測(cè)試，合格后方能進(jìn)場(chǎng)

• 工作人員必須穿防靜電工作服及工作鞋

• 其他穿普通鞋的人員應(yīng)使用導(dǎo)電鞋束、防靜電鞋套或腳跟帶

• 直接接觸靜電敏感元件的人員必須配戴防靜電腕帶

針對(duì)物料的安全措施

• 防靜電桌墊上應(yīng)有兩個(gè)以上的腕帶接頭，一個(gè)供操作人員使用，一個(gè)供技術(shù)或檢驗(yàn)人員使用

• 不能放置任何高度容易產(chǎn)生靜電的物品，如塑料盒、橡皮、紙板、玻璃等等

• 工作臺(tái)所有導(dǎo)電物料都必須接地線

    左圖是正確接地的工作臺(tái)，桌面及腕帶各自接地；右圖是不正確接地的工作臺(tái)，腕帶接在臺(tái)面，一旦腕帶遇到靜電放電，它會(huì)提高工作臺(tái)的電位。

     除了要盡一切努力營(yíng)造一個(gè)防靜電的工作環(huán)境外，靜電敏感元件的存放或傳送方式，也是十分關(guān)鍵的。最常見(jiàn)的方法，就是使用采取Faraday Cage概念制成的靜電屏蔽罩，或防靜電袋來(lái)處理這些元件。

    這些物品由金屬或良導(dǎo)體制造，將電流導(dǎo)入地面，內(nèi)里的物品絲毫不損。汽車設(shè)計(jì)就是采用Faraday Cage概念制成，因此在雷擊下行走，也不怕?lián)糁小?/span>

靜電屏蔽籠

防靜電袋內(nèi)存放了電路板，并貼上了警示標(biāo)志。

防靜電管

     特別適合引腳特多的集成電路，把它們放在根據(jù)元件形狀倒模制成的導(dǎo)電塑料管內(nèi)，既能防靜電，也能防止機(jī)械磨損。再將元件放進(jìn)導(dǎo)電箱內(nèi)，確保不受靜電干擾。

導(dǎo)電箱

    雖然有些貌似結(jié)實(shí)的元件，如雙極型晶體管，好像不易遭受靜電放電損壞，但并不表示能完全幸免。有部分新開(kāi)發(fā)的高速元件，連微小如只有三伏的電壓也扺擋不了。

    有些采用金屬氧化物半導(dǎo)體制造的元件，如特制的電阻及電容器，大家以為不怕靜電，但實(shí)際上依然會(huì)受到靜電放電損壞。

    無(wú)論如何，只要大家按照正確的指引，執(zhí)行一切防靜電的措施，采用由防靜電物料制造的防靜電吸嘴，可以消除生產(chǎn)線上的靜電風(fēng)險(xiǎn)。