一、静电的产生及危害
ESD是英文electronstaticdischarge的缩写,原意是静电放电,通常也指对静电放电的防护(也就是我们平时所说的静电防护或防静电)。在日常操作、贮存、传递、测试等过程中容易因ESD而引起损伤的器件称为静电敏感器件,简称SSD。
静电和静电放电在我们的日常生活中无处不见,但对电子器件来说,一次我们无法察觉的轻微静电放电就可能对其造成严重的损伤。电子技术的迅猛发展,已经让电子产品的功能越来越强大,体积却越来越小,但这都是以电子元器件的静电敏感度越来越高为代价的。这是因为,高的集成度意味着单元线路会越来越窄,耐受静电放电的能力越来越差,此外大量新发展起来的特种器件所使用的材料也都是静电敏感材料,从而让电子元器件,特别是半导体材料器件对于SMT加工贴片生产、组装和维修等过程环境的静电控制要求越来越高。但另外一方面,在电子产品SMT加工生产、使用和维修等环境中,又会大量使用容易产生静电的各种高分子材料,这无疑给电子产品的静电防护带来了更多的难题和挑战。
静电放电对电子产品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种。所谓突发性损伤,指的是器件被严重损坏,功能丧失。这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现,因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。而潜在性损伤指的是器件部分被损,功能尚未丧失,且在生产过程的检测中不能发现,但在使用当中会使产品变得不稳定,时好时坏,因而对产品质量构成更大的危害。这两种损伤中,潜在性失效占据了90%,突发性失效只占10%。也就是说90%的静电损伤是没办法检测到,只有到了用户手里使用时才会发现,也因为这一点,静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手,静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。
二、防静电的一般规程要求
1、防静电的常规工艺规程要求:
① 操作者必须戴有线防静电手腕带。
② 涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用 防静电台垫 。
③ ESD敏感型器件必须用 静电屏蔽与防静电器具转运。
④ 准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行,有条件的可配用离子空气发生器以清除空气中的电荷。
⑤ 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地,焊接工具使用内热式烙铁,接地要良好,接地电阻要小。
⑥ 电源供电系统要改装用变压器进行隔离,地线要可靠,防止悬浮地线,接地电阻小于10欧姆。
⑦ 产品测试时,在电源接通的情况下,不能随意插拔器件,必须在关掉电源的情况下插拔。
⑧ 凡ESD敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作,尽量不能摸ESD敏感型器件管腿。
⑨ 用波峰焊接时,焊料和传递系统必须接地。
2、在防静电要求严格的场合,需要下列防静电工艺要求。
① 凡ESD敏感型整机进行高低温试验或老化试验时,必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试,其电位不能超过安全值,否则,要进行静电消除处理。
② 焊接好的印制电路板要作三防处理时,也要采用防静电措施。不要用一般的刷光,超声波清洗或喷洗。
③ 调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备(如讯号、电桥等)应在ESD敏感型器件接上电源后,方可接到ESD敏感型器件的输入端。
④ 在ESD敏感型 测试仪器生产线上,应严格使用静电电位测试监视静电电位的变化情况,以便及时采取静电消除措施。
三、电子元器件防静电设施
1、静电安全工作台
a、静电安全工作台是防静电工作区的基本组成部分,它由工作台、防静防静电桌垫、腕带接头和接大地线等组成。
b、防静电桌垫上应不少于两个腕带接头,一个供操作人员使用,另一个供技术人员,检验人员或其它人员使用。
c、必要时,静电安全工作台上应配备离子风静电清除器。
d 静电安全工作台上不允许堆放塑料盒(片)、橡皮、纸板、玻璃等易产生静电的杂物,图纸资料等应装入防静电文件袋内
2、防静电腕带
直接接触静电敏感器件的人员均应戴防静电腕带,腕带应与人体皮肤有良好接触,腕带必须对人体无刺激 、无过敏影响,腕带系统对地电阻值应在106~109Ω范围内。
3、防静电工作服
a、进入防静电工作区或接 触的人员应穿防静电工作服,防静电工作服面料应符合GB12014规定。
b、在相对湿度大于50%的环境中,防静电工作服允许选用纯棉制品。
4、防静电工作鞋及地垫
防静电地垫,防静电复合胶板,并用防静电接地线接好地进入防静电工作区或接触的人员应穿防静电工作鞋,防静电工作鞋应符合GB4385的有关规定。一般情况下允许穿普通鞋,但应同时使用导电鞋束或脚跟带。要保持人体与大地相连,这就要求地面也是防静电的才可以将人体的静电导入大地,所以地面可以用
5、防静电周转车、周转箱
转运整、部件时,应采用有防静电性能的运输车。
6、防静电元器件盒(袋)等包装材料及警示标志
7、加湿器
北方地区在秋冬季节要使用加湿器,保持室内空气有一定湿度,防止静电在设备、家具和身体上大量积累。