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在电子产品制造中,静电放电往往会损伤器件,甚至使器件失效,造成严重损失,因此SMT贴片加工生产中的静电防护非常重要。今天分析电子产品制造中的静电产生源及静电防护原理,较详细地介绍了SMT贴片加工生产中的一些静电防护技术基础与相应措施。供大家参考。2 O- {! _* h2 T! ^# L, F7 l' z, X
6 @2 ?7 `9 |9 a; `2 o* [! _ 1、静电和静电的危害7 B% h9 z3 M1 o4 q
/ o" {6 p- N' S$ J 静电是一种电能,它存留于物体表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果,是通过电子或离子的转换而形成的。静电现象是电荷在产生和消失过程中产生的电现象的总称。如摩擦起电、人体起电等现象。" q+ ]2 C1 [, z
7 [6 i6 ]8 K: |# ~7 y: L 随着科技发展,静电现象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效应用。但在另一方面,静电的产生在许多领域会带来重大危害和损失。例如在第一个阿波罗载人宇宙飞船中,由于静电放电导致爆炸,使三名宇航员丧生;在火药制造过程中由于静电放电(ESD),造成爆炸伤亡的事故时有发生。在电子工业中,随着集成度越来越高,集成电路的内绝缘层越来越薄,互连导线宽度与间距越来越小,例如CMOS器件绝缘层的典型厚度约为0.1μm,其相应耐击穿电压在80-100V;VMOS器件的绝缘层更薄,击穿电压在30V。而在电子产品制造中以及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过MOS器件的击穿电压,往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)现象,使其失效或严重影响产品的可靠性。
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( ?% k" x5 Z# N* G5 C# C4 M I1 J/ p( r为了控制和消除ESD,美国、西欧和日本等发达国家均制定了国家、军用和企业标准或规定。从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、检验、仓储、装配、调试、半成品与成品的包装、运输等均有相应规定,对静电防护器材的制造使用和管理也有较严格的规章制度要求。我国也参照国际标准制定了军用和企业标准。例如有航天部、机电部、石油部等标准。- v% J3 H/ y% y2 i8 c: x9 H- G, h
8 k' \" f" c4 ] 2、静电敏感器件(SSD)
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对静电反应敏感的器件称为静电敏感元器件(SSD)。静电敏感器件主要是指超大规模集成电路,特别是金属化膜半导体(MOS电路)。表1为静电敏感器件的分级表。可根据SSD分级表,针对不同的SSD器件,采取不同的静电防护措施。
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3、电子产品制造中的静电源1 C+ T# Q, E& y
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(1)人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子产品制造中主要静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约0.5-2KV。另外空气湿度对静电电压影响很大,若在干燥环境中还要上升1个数量级。表2为相对湿度对与人体活动带电的关系。2 A; o$ n) l; R, c9 w
9 [1 q! |! \, Y) ?1 t 人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,其反应的程度称为电击感度。表3为不同静电压放电过程中人体的电击感度。
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$ D$ e4 m) V6 E (2)化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6000V以上的静电电压,并使人体带电,此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。* y4 M2 ?8 @. X$ _
8 }' W; s, I2 y1 Q (3)橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013Ω,当与地面摩擦时产生静电,并使人体带电。% M. I; @5 c' S4 E' I3 m
$ V- @7 E9 t+ g/ D/ ^: X! ? {! r (4)树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放人包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。5 S8 T( T9 q' V1 C9 ~3 X
! J6 F' a b4 Q2 E( v$ d6 e (5)用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1-3.5KV静电电压,对敏感藉件放电。
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4 m- [' [5 z+ X( t1 c (6)普通工作台面,受到摩擦产生静电。
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(7)混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高,人体上的静电荷不易泄漏。
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