生產(chǎn)中的防靜電技術(shù)

1、SMT生產(chǎn)中的靜電防護(hù)技術(shù)『更新時(shí)間：2007101116:49:33』『點(diǎn)擊數(shù)：5268收藏』『作者：佚名|來源：網(wǎng)絡(luò)』編者按：在電子產(chǎn)品制造中，靜電放電往往會(huì)損傷器件，甚至使器件失效，造成嚴(yán)重?fù)p失，因此SMT生產(chǎn)中的靜電防護(hù)非常重要。本刊分別邀請(qǐng)北京、上海的兩位專家撰文介紹與分析電子產(chǎn)品制造中的靜電產(chǎn)生源及靜電防護(hù)原理，較詳細(xì)地介紹了SMT生產(chǎn)中的一些靜電防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)與相應(yīng)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

2、物體表面，是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果，是通過電子或離子的轉(zhuǎn)換而形成的。靜電現(xiàn)象是電荷在產(chǎn)生和消失過程中產(chǎn)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(lǐng)域得到廣泛的有效應(yīng)用。但在另一方面，靜電的產(chǎn)生在許多領(lǐng)域會(huì)帶來重大危害和損失。例如在第一個(gè)阿波羅載人宇宙飛船中，由于靜電放電導(dǎo)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(shí)

3、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(nèi)絕緣層越來越薄，互連導(dǎo)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01μm，其相應(yīng)耐擊穿電壓在80100V；VMOS器件的絕緣層更薄，擊穿電壓在30V。而在電子產(chǎn)品制造中以及運(yùn)輸、存儲(chǔ)等過程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過MOS器件的擊穿電壓，往往會(huì)使器件產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿(器件局部損傷)現(xiàn)象，使其失效或嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性。為了控制和消除ESD，美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家均

4、制定了國(guó)家、軍用和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。從靜電敏感元器件的設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買、入庫、檢驗(yàn)、倉(cāng)儲(chǔ)、裝配、調(diào)試、半成品與成品的包裝、運(yùn)輸?shù)染邢鄳?yīng)規(guī)定，對(duì)靜電防護(hù)器材的制造使用和管理也有較嚴(yán)格的規(guī)章制度要求。我國(guó)也參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定了軍用和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如有航天部、機(jī)電部、石油部等標(biāo)準(zhǔn)。2靜電敏感器件(SSD)對(duì)靜電反應(yīng)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(dǎo)體(MOS電路)。表1為靜電敏感器件的

5、分級(jí)表?？筛鶕?jù)SSD分級(jí)表，針對(duì)不同的SSD器件，采取不同的靜電防護(hù)措施。3電子產(chǎn)品制造中的靜電源(2)對(duì)已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時(shí)釋放。5靜電防護(hù)方法(1)使用防靜電材料：金屬是導(dǎo)體，因?qū)w的漏放電流大，會(huì)損壞器件。另外由于絕緣材料容易產(chǎn)生摩擦起電，因此不能采用金屬和絕緣材料作防靜電材料。而是采用表面電阻l105Ωcm以下的所謂靜電導(dǎo)體，以及表面電阻11051108Ωcm的靜電亞導(dǎo)體作為防靜電材料。例如常用的靜電防護(hù)材料是在橡

6、膠中混入導(dǎo)電碳黑來實(shí)現(xiàn)的，將表面電阻控制在1106Ωcm以下。(2)泄漏與接地：對(duì)可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位進(jìn)行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線的方法建立“獨(dú)立”地線。使地線與大地之間的電阻＜10Ω。(參見GBJl79或SJ／T10694—1996)靜電防護(hù)材料接地方法：將靜電防護(hù)材料(如于作臺(tái)面墊、地墊、防靜電腕帶等)通過1MΩ的電阻接到通向獨(dú)立大地線的導(dǎo)體上(參見SJ／T106301995)。串接1MΩ電阻是為了確保對(duì)地泄放＜

7、5mA的電流，稱為軟接地。設(shè)備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地，稱為硬接地。IPCA610C標(biāo)準(zhǔn)中推薦的防靜電工作臺(tái)接地方法如圖1。(3)導(dǎo)體帶靜電的消除：導(dǎo)體上的靜電可以用接地的方法使靜電泄漏到大地。放電體卜的電壓與釋放時(shí)間可用下式表示：UT=U0L1RC式中UTT時(shí)刻的電壓(V)U0一起始電壓(V)R等效電阻(Ω)C導(dǎo)體等效電容(pf)一般要求在1秒內(nèi)將靜電泄漏。即1秒內(nèi)將電壓降至1OOV以下的安全區(qū)。這樣可以防止泄漏速度過快、泄漏電

8、流過大對(duì)SSD造成損壞。若U0=500V，C=200pf，想在1秒內(nèi)使UT達(dá)到100V，則要求R=128109Ω。因此靜電防護(hù)系統(tǒng)中通常用1MΩ的限流電阻，將泄放電流限制在5mA以下。這是為操作安全設(shè)計(jì)的。如果操作人員在靜電防護(hù)系統(tǒng)中，不小心觸及到220V工業(yè)電壓，也不會(huì)帶來危險(xiǎn)。(4)非導(dǎo)體帶靜電的消除：對(duì)于絕緣體上的靜電，由于電荷不能在絕緣體上流動(dòng)，因此不能用接地的方法消除靜電?？刹捎靡韵麓胧?a)使用離子風(fēng)機(jī)—離子風(fēng)機(jī)產(chǎn)生正、負(fù)