SMT表面貼裝工藝中的靜電防護

　　一、靜電防護原理

　　電子產品制造中，不產生靜電是不可能的。產生靜電不是危害所在，其危害所在于靜電積聚以及由此產生的靜電放電。靜電防護的是“靜心消除”。

　　靜電防護原理：

　　（1）對可能產生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內。

　　（2）對已經存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放。

　　二．靜電防護方法

　　（1）使用防靜電材料：金屬是導體，因導體的漏放電流大，會損壞器件。另外由于絕緣材料容易產生摩擦起電，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l×105Ω？cm以下的所謂靜電導體，以及表面電阻1×105-1×108Ω？cm的靜電亞導體作為防靜電材料。例如常用的靜電防護材料是在橡膠中混入導電碳黑來實現的，將表面電阻控制在1×106Ω？cm以下。

　　（2）泄漏與接地：對可能產生或已經產生靜電的部位進行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線的方法建立“獨立”地線。使地線與大地之間的電阻＜10Ω。（參見GBJl79或SJ／T10*-1996）

　　靜電防護材料接地方法：將靜電防護材料（如于作臺面墊、地墊、防靜電腕帶等）通過1MΩ的電阻接到通向獨立大地線的導體上（參見SJ／T10630-1995）。串接1MΩ電阻是為了確保對地泄放＜5mA的電流，稱為軟接地。設備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地，稱為硬接地。

　　IPC-A-610C標準中推薦的防靜電工作臺接地方法如圖1。

　　SMT生產中的靜電防護技術4

　　（3）導體帶靜電的消除：導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間可用下式表示：

　　UT=U0L1/RC

　　式中 UT-T時刻的電壓（V） U0一起始電壓（V） R-等效電阻（Ω） C-導體等效電容（pf）

　　一般要求在1秒內將靜電泄漏。即1秒內將電壓降至1OOV以下的安全區。這樣可以防止泄漏速度過快、泄漏電流過大對SSD造成損壞。若U0=500V，C=200pf，想在1秒內使UT達到100V，則要求R=1．28×109Ω。因此靜電防護系統中通常用1MΩ的限流電阻，將泄放電流限制在5mA以下。這是為操作安全設計的。如果操作人員在靜電防護系統中，不小心觸及到220V工業電壓，也不會帶來危險。

　　（4）非導體帶靜電的消除：對于絕緣體上的靜電，由于電荷不能在絕緣體上流動，因此不能用接地的方法消除靜電。可采用以下措施：

　　（a）使用離子風機-離子風機產生正、負離子，可以中和靜電源的靜電。可設置在空間和貼裝機貼片頭附近。

　　（b）使用靜電消除劑-靜電消除劑屬于表面活性劑。可用靜電消除劑檫洗儀器和物體表面，能迅速消除物體表面的靜電。

　　（c）控制環境濕度-增加濕度可提高非導體材料的表面電導率，使物體表面不易積聚靜電。例如北方干燥環境可采取加濕通風的措施。

　　（d）采用靜電屏蔽-對易產生靜電的設備可采用屏蔽罩（籠），并將屏蔽罩（籠）有效接地。

　　（5）工藝控制法：為了在電子產品制造中盡量少的產生靜電，控制靜電荷積聚，對已經存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放，應從廠房設計、設備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。

　　三．靜電防護器材

　　（1）人體防靜電系統包括防靜電腕帶、工作服、帽、手套、鞋、襪等

　　（2）防靜電地面包括防靜電水磨石地面、防靜電橡膠地面、PVC防靜電塑料地板、防靜電地毯、防靜電活動地板等。

　　（3）防靜電操作系列：包括防靜電：I：作臺墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車、防靜電烙鐵及工具等。

　　四．靜電測量儀器．

　　（1）靜電場測試儀：用于測量臺面、地面等表面電阻值。平面結構場合和非平面場合要選擇不同規格的測量儀。

　　（2）腕帶測試儀：測量腕帶是否有效。

　　（3）人體靜電測試儀：用于測量人體攜帶的靜電量，人體雙腳之間的阻抗，測量人體之間的靜電差，腕帶、接地插頭、工作服等是否阻護有效。還可以作為入門放電，把人體靜電隔在車間之外。

　　（4）兆歐表：用于測量所有導電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。

　　五．電子產品制造中防靜電技術指標要求

　　（1）防靜電地極接地電阻＜10Ω。

　　（2）地面或地墊：表面電阻值105-1010Ω;摩擦電壓＜100V。

　　（3）墻壁：電阻值5×104-109Ω。

　　（4）工作臺面或墊：表面電阻值106-109Ω；摩擦電壓＜100V；對地系統電阻106-108Ω。

　　（5）工作椅面對腳輪電阻106-108Ω。

　　（6）工作服、帽、手套摩擦電壓＜300V；鞋底摩擦電壓＜100V。

　　（7）腕帶連接電纜電阻1MΩ；佩帶腕帶時系統電阻1-1OMΩ。腳跟帶（鞋束）系統電阻0．5×105-108Ω。

　　（8）物流車臺面對車輪系統電阻106-109Ω。

　　（9）料盒、周轉箱、PCB架等物流傳遞器具一表面電阻值103-108Ω;摩擦電壓＜100V。

　　（10）包裝代、盒一摩擦電壓＜100V。

　　（11）人體綜合電阻106-108Ω。

　　六、 電子產品制造中防靜電措施及靜電作業區（點）的一般要求

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　　SMT生產設備必須接地良好，貼裝機應采用三相無線制接地法并獨立接地。生產場所的地面、工作臺面墊、坐椅等均應符合防靜電要求。車間內保持恒溫、恒濕的環境。應配備防靜電料盒、周轉箱、PCB架、物流小車、防靜電包裝帶、防靜電腕帶、防靜電烙鐵及工具等設施。

　　（1）根據防靜電要求設置防靜電區域，并有明顯的防靜電警示標志。按作業區所使用器件的靜電敏感程度分成1、2、3級，根據不同級別制訂不同的防護措施。

　　1級靜電敏感程度范圍：0-1999V

　　2級靜電敏感程度范圍：2000-3999V

　　3級靜電敏感程度范圍：4000-15999V

　　16000V以上是非靜電敏感程產品。

　　（2）靜電安全區（點）的室溫為23±3℃，相對濕度為45-70％RH。禁止在低于30％的環境內操作SSD（靜電敏感元器件）。

　　（3）定期測量地面、桌面、周轉箱等表面電阻值。

　　（4）靜電安全區（點）的工作臺上禁止放置非生產物品，如餐具、茶具、提包、毛織物、報紙、橡膠手套等。

　　（5）工作人員進入防靜電區域，需放電。操作人員進行操作時，必須穿工作服和防靜電鞋、襪。每次上崗操作前必須作靜電防護安全性檢查，合格后才能生產。

　　（6）操作時要戴防靜電腕帶，每天測量腕帶是否有效。

　　（7）測試SSD時應從包裝盒、管、盤中取一塊，測一塊，放一塊，不要堆在桌子上。經測試不合格器件應退庫。

　　（8）加電測試時必須遵循加電和去電順序：低電壓→高電壓→信號電壓的順序進行。去電順序與此相反。同時注意電源極性不可顛倒，電源電壓不得超過額定值。

　　（9）檢驗人員應熟悉SSD的型號、品種、測試知識，了解靜電保護的基本知識。

　　七．靜電敏感元器件（SSD）運輸、存儲、使用要求

　　（1）SSD運輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。

　　（2）存放SSD的庫房相對濕度：30-40％RH。

　　（3）SSD存放過程中保持原包裝，若須更換包裝時，要使用具有防靜電性能的容器。

　　（4）庫房里，在放置SSD器件的位置上應貼有防靜電專用標簽。

　　（5）發放SSD器件時應用目測的方法，在SSD器件的原包裝內清點數量。

　　（6）對EPROM進行寫、擦及信息保護操作時，應將寫入器／擦除器充分接地，要帶防靜電手鐲。

　　（7）裝配、焊接、修板、調試等操作人員都必須嚴格按照靜電防護要求進行操作。

　　（8）測試、檢驗合格的印制電路板在封裝前應用離子噴槍噴射，以消除可能積聚的靜電荷。