SMT Produktion Elektrostatisk afladningsbeskyttelsesteknologi
Ved fremstilling af elektroniske produkter beskadiger elektrostatisk afladning (ESD) ofte komponenter, hvilket endda får dem til at fejle og resultere i alvorlige tab. Derfor er ESD-beskyttelse i SMT-produktion afgørende. Dette tidsskrift inviterede to eksperter fra Beijing og Shanghai til at skrive artikler, der introducerer og analyserer kilderne til statisk elektricitet og principperne for ESD-beskyttelse i fremstilling af elektroniske produkter. Den giver en detaljeret introduktion til nogle grundlæggende ESD-beskyttelsesteknologier og tilsvarende foranstaltninger i SMT-produktion til din reference.
I. Statisk elektricitet og dens farer
Statisk elektricitet er en form for elektrisk energi, der ligger på overfladen af et objekt. Det skyldes en ubalance af positive og negative ladninger inden for et lokaliseret område og dannes gennem omdannelse af elektroner eller ioner. Statisk elektricitet er den generelle betegnelse for elektriske fænomener, der genereres under generering og forsvinden af ladninger, såsom triboelektrisk opladning og statisk elektricitet i menneskekroppen.
Med teknologiske fremskridt er statisk elektricitet blevet anvendt bredt og effektivt inden for områder som elektrostatisk sprøjtning, elektrostatiske tekstiler, elektrostatisk sortering og elektrostatisk billeddannelse. Men på den anden side kan generering af statisk elektricitet forårsage betydelige farer og tab på mange områder. For eksempel, i det første Apollo bemandede rumfartøj, dræbte en eksplosion forårsaget af elektrostatisk udladning (ESD) tre astronauter; ulykker, der resulterer i kvæstelser eller dødsfald på grund af ESD, er også almindelige i krudtfremstilling.
I elektronikindustrien bliver de interne isolerende lag af integrerede kredsløb tyndere, efterhånden som integrationstætheden øges, og bredden og afstanden mellem forbindelsesledninger bliver mindre. For eksempel er den typiske tykkelse af det isolerende lag af en CMOS-enhed omkring 0,1 μm, med en tilsvarende gennembrudsspænding på 80-100V; det isolerende lag på en VMOS-enhed er endnu tyndere med en gennembrudsspænding på 30V. Den elektrostatiske spænding, der genereres under fremstilling, transport og opbevaring af elektroniske produkter, overstiger langt nedbrudsspændingen for MOS-enheder, hvilket ofte forårsager hårdt nedbrud eller blødt nedbrud (lokaliseret skade), hvilket fører til enhedsfejl eller alvorligt påvirker produktets pålidelighed.
For at kontrollere og eliminere ESD har udviklede lande som USA, Vesteuropa og Japan etableret nationale, militære og virksomhedsstandarder eller -forskrifter. Der er tilsvarende regler for design, fremstilling, indkøb, oplagring, inspektion, opbevaring, montering, fejlfinding, emballering og transport af elektrostatisk følsomme komponenter (ESS). Strenge regler regulerer også fremstilling, brug og styring af ESD-beskyttelsesudstyr. mit land har også formuleret militær- og virksomhedsstandarder baseret på internationale standarder. For eksempel er der standarder fra Luftfartsministeriet, Ministeriet for Maskiner og Elektronik og Olieministeriet.
II. Elektrostatisk følsomme enheder (SSD'er)
Enheder, der er følsomme over for elektrostatiske reaktioner, kaldes elektrostatisk følsomme komponenter (SSD'er). ESD-følsomme enheder refererer hovedsageligt til integrerede kredsløb i meget-skala, især metalliserede filmhalvledere (MOS-kredsløb). Forskellige ESD-beskyttelsesforanstaltninger kan træffes for forskellige SSD-enheder i henhold til SSD-klassifikationstabellen.
III. Statiske elektricitetskilder i elektronisk produktfremstilling
(1) Statisk elektricitet genereret af menneskelig aktivitet, såsom friktion, kontakt og adskillelse mellem mennesker og genstande som tøj, sko og sokker, er en af de vigtigste statiske elektricitetskilder i elektronisk produktfremstilling. Menneskelig statisk elektricitet er en væsentlig årsag til hårdt (blødt) nedbrud i enheder. Den statiske spænding genereret af menneskelig aktivitet er cirka 0,5-2KV. Desuden har luftfugtighed en væsentlig indflydelse på statisk spænding; i et tørt miljø kan det stige med en størrelsesorden. (2) Friktion mellem arbejdstøj af syntetiske fibre eller bomuld og arbejdsflader eller stole kan generere en statisk spænding på over 6000V på tøjoverfladen, hvilket oplader den menneskelige krop. Kontakt med sådan ladet beklædning kan føre til afladning, let beskadige komponenter.
(3) Gummi- eller plastskosåler har en isolationsmodstand så høj som 10¹³ Ω. Friktion med jorden genererer statisk elektricitet, der oplader den menneskelige krop.
(4) Når komponenter indkapslet i harpiks, maling eller plastikfilm transporteres i emballage, kan friktion mellem komponentoverfladen og emballagematerialet generere en statisk spænding på flere hundrede volt, hvilket aflader følsomme komponenter.
(5) Forskellige emballagematerialer, kasser, omsætningskasser, PCB-stativer osv., fremstillet af PP (polypropylen), PE (polyethylen), PS (polyvinylchlorid), PVR (polyurethan), PVC og andre polymermaterialer såsom polyester og harpiks kan generere en statisk spænding på 1-3,5KV på grund af friktion og stødfølsomme komponenter.
(6) Almindelige arbejdsflader genererer statisk elektricitet gennem friktion.
(7) Beton, voksede og polerede gulve, gummiplader og andre isolerende overflader har høj isoleringsmodstand, hvilket gør det vanskeligt for statiske ladninger på den menneskelige krop at lække.
(8) Med hensyn til elektronisk produktionsudstyr og værktøjer: For eksempel kan højspændingstransformatorer og AC/DC-kredsløb i udstyr såsom loddekolber, bølgeloddemaskiner, reflow-ovne, monteringsmaskiner, fejlfindings- og testudstyr inducere statisk elektricitet. Hvis udstyrets statiske afladningsforanstaltninger er utilstrækkelige, kan det forårsage, at følsomme komponenter svigter under fremstillingsprocessen. Cirkulationen af varm luft i ovne og friktion med ovnlegemet, samt CO2-damp i CO2-lav--temperaturkølekamre, kan alle generere store mængder statisk ladning. Principper for beskyttelse af statisk elektricitet
Det er umuligt helt at eliminere statisk elektricitet ved fremstilling af elektroniske produkter. Generering af statisk elektricitet er ikke problemet; problemet ligger i akkumuleringen af statisk elektricitet og den resulterende elektrostatiske udladning. Kernen i beskyttelsen mod statisk elektricitet er at fjerne den stille og roligt.
(1) Forebyg akkumulering af statisk elektricitet i områder, hvor den kan genereres. Træf foranstaltninger inden for sikre grænser.
(2) Fjern hurtigt eksisterende ophobning af statisk elektricitet, og slip den med det samme.
I SMT-produktion er brugen af disse anti-statiske produkter afgørende, såsom ionisatorer, ionbarer og statiske eliminatorer.