一碗人间烟火
静电和静电放电在我们的日常生活中无处不见,但用于电子设备,有可能造成对电子设备造成严重损坏。随着电子技术的迅速发展,电子产品已成为越来越强大,体积小,但是这是静电灵敏度的电子组件是越来越高的成本。这是因为,高集成意味着线路单元将越来越窄,静电放电能力公差越来越差,除了大量的新材料的特殊装置也是静态的敏感材料,从而使电子元器件,特别是半导体装置为SMT贴片加工生产,组装和维修环境静电控制的要求越来越高。来自靖邦科技的经验。
Ashtray喵
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)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。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。尽管人类发现静电已经有数千年的历史,但对于电子行业来讲,静电防护远非想象的那么简单(1)SMT加工贴片生产工艺中材料和物品的复杂性:电子产品的制造从元器件SMT加工贴装生产到组装,再到使用维修的过程中会使用半导体、金属、各种封装材料、线路板基材、机壳、机座等多种原料,而生产设备、操作工具、操作环境、包装容器等又会使得有可能与电子器件相接触的物品和材料更加繁多。材料之间的接触分离、摩擦、感应等都会产生静电,而且这些物品当中有又相当多使用的是静电容易产生不易消除的高分子绝缘材料,这些都无疑会增加电子产品静电损伤的风险和静电防护的难度。(2)电子产品SMT加工生产环节多,任何一个环节的闪失都会造成静电防护的失败电子产品制造过程,从半导体材料到最终的组装要经过半导体制造、晶片、装片、固定、键合、封装、电路板制作、SMT加工贴装焊接、插接、装配、测试等多个环节经历各环节不同厂家数百个工序,任何一个环节上的静电都可能对器件造成损伤。一旦哪一个环节的静电保护不够就意味最终产品出现问题。而全过程系统化地控制静电也是电子行业静电防护的一个重要特点。(3)SMT加工贴片生产中人员因素会增加静电防护的难度:尽管现代电子产品生产自动化程度越来越高,但在整个制造过程离开人员操作是不可能的。相比机器设备人的活动要复杂的多,人对器件的操作要复杂的多,因而人体静电的防护要比设备和环境要复杂的多。同时,人作为生产的主宰,人员防静电的意识和静电防护的操作水平会最终决定静电防护是否有效。这些都会增加静电防护的难度。(4)SMT加工器件越来越敏感,要求越来越严格:电子技术的进步可以说是集成化的提高和新的半导体材料的使用,集成化的提高意味着器件耐受静电击穿的能力的降低。当今集成电路的最小线宽已经降到了45nm这意味着按照10MV/CM计算的理论耐击穿能力只有45V,可能只是我们弯腰捡起一片纸张时产生的静电压的1/20,而另一些领域,如硬盘行业中的生产对静电控制的要求已经降到5V以下,这些必定对于静电防护提出了新的挑战。
小璐贝贝
ESD为英文Electro Static Discharge的缩写,即"静电放电"的意思。我们都知道,不同物质的接触、分离或相互摩擦,即可产生静电。例如在生产过程中的挤压、切割、搬运、搅拌和过滤以及生活中的行走、起立、**服等,都会产生静电。可见,静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,我们的身上和周围就带有很高的静电电压,几千伏甚至几万伏。这些静电也许对人体影响不大,但对于一些ESDS(静电敏感元件),却直接可以使其失去本身应有的正常性能,甚至完全丧失正常功能。这样ESD防护就非常必要了。 结合ESD的概念及工作中积累的一些经验,我就从人、机、法、料、环五个方面来谈谈ESD防护。 一谈人。人体可以说是一个高静电源,人体静电的防护,借助的是屏蔽及释放静电。严格来说要求做到“全副武装”,即:要戴防静电工帽、防静电口罩、防静电手套、指套等, 要穿防静电服、防静电鞋,同时还要戴上手腕带等来屏蔽及导走静电。总之,尽量不要让人的皮肤外露。 二谈机器。机器也是一个高静电源,因为机器机械部件,特别是马达等,易产生EMI(电磁感应),所以对机器静电的防护,也是非常必要的。对于机器静电的防护,一般通过电磁场的消除、高静电部位的屏蔽、机器接地等来实现。一般消磁借用的是消磁器,消除电荷用的是离子风机。 消磁器很简单,就不作介绍,我们来看看离子风机。离子风机可产生丰富的正离子和负离子,将这些离子吹向高静电物体,那么物体静电将被中和。这些离子是由离子风机内部的离子发生元件,将空气电离而产生。该离子发生元件由低电流、高电压的变压器来激励空气电离。而变压器内又包含电流限制性电阻器,它能加强电离的稳定度及安全度。作用于不锈钢离子发射点圆形电路上的高压交流电使发射点顶部形成一个强烈的交变电场,就是这个电场将空气电离,产生变极离子。当电磁场无法消除或较难消除时,我们就借助静电屏蔽设备来屏蔽高静电设备或设备的高静电部位,比如,马达,大家都知道,马达易产生EMI,但机器要运转又离不开马达,所以,不防把它屏蔽起来。还有工作台、电源线、电脑键盘等,都可以接用静电屏蔽的方法来做ESD防护,这方面可用的屏蔽产品有防静电台垫、防静电薄膜、防静电帘、防静电屏蔽袋、防静电胶带等。最后,不管机器屏蔽或消磁效果如何,给机器接上ESD地线是很必要的。 三谈料,即材料。用一句很绝对的话来说,如果您的产品对静电很敏感,那么,您的生产线上是不能有高静电材料出现的,特别是离产品较近的区域,要尽可能用防静电材料,比如元件盒、货架、工作台、运输设备、清洗设备、化学试剂等,最后就连您用的笔及笔记本都要用防静电笔及笔记本,因为在您用笔时,它有可能会接触产品。当然,如果,您的产品对静电敏感程度不是很高,您可以酌情处理,但最好借助ESD实验来证明一下,看看是否真的可以放心。 四谈环,即工作区域的环境。一个良好的防静电的工作环境对于生产来说是很重要的,这样的环境一般这样来建立: 首先, 建立ESD安全操作区域,即EPA(ESD Protection Area),最好是在相应的位置贴上ESD防护警示标志等。 其次,就是ESD安全操作区域的安置,我们从防静电地板系统、除尘系统、接地系统及空气的温湿度三方面来谈。防静电地板系统,最主要的是在普通地板上再铺防静电地板,一般这方面的地板有防静电PVC地板、防静电环氧树脂地板等,对于防静电地板,要求必须达到国际防静电协会标准,当然,防静电地板还必须和ESD地线连接起来。一个防ESD的工作环境,做到无尘是相当关键的,因为空气中的尘埃在运动的过程中相互碰撞,也会产生ESD,如果,不除尘,到时候找起产生ESD问题的原因,就不好说了。一般我们借助除尘系统来解决这个问题。首先要求有空气尘埃过滤系统,如:风淋室、风淋通道、货淋室、沾尘垫、沾尘滚筒、空气过滤器、无尘传递窗、无尘室风淋传递窗等。其次尽可能设立净化灯具、无尘室净化玻璃、无尘室彩钢板天花、无尘室彩钢板包墙角、无尘室彩钢板包柱等。以上设备的选用,各企业要根据产品对ESD的敏感程度而定,最好能借鉴一下专业人士的意见。一个完善的ESD防护工作环境,建立独立完善的ESD接地系统也是非常重要的。并且,工作场所中的各设备、工作台面等均需接至ESD接地系统。另外,一个完善的ESD工作环境,对于温湿度都有一定的要求,从ESD防护角度来说,湿度越高越好,但湿度太高,又会腐蚀设备,所以一般来说,40%-60%的湿度是最理想的。当然,各企业也要根据自己公司产品的特性而定,毕竟这方面的工作做起来较繁琐。另外,还要设立天花、墙体送风口,并且经常用除尘器对无尘室进行净化处理等。 这样,有了这样的工作环境,大家想一下,人体的静电是不是通过静电服、静电鞋或通过手腕带、ESD接地系统耗散并导入大地。通过控制空气的温湿度环境中的静电也通过地板系统耗散并导入大地。 当然,仔细想一下,前面将的人、机、料也应属于环境的防护,只要把各环节的工作做好,那么,一个完善的ESD防护工作环境就建立起来了。再配合合理的操作规范,即正确的方法,就基本上过关了。 五谈法。谈起法,首先要明确以上四点,其实法就是建立合理的方法及规范以保证以上四点有效实现。另外,需要补充的是,当产生ESD原因不能明确时要根据生产工艺,设计相应的ESD实验,来仔细查找产生ESD问题的原因。最终要建立相应的ESD操作规程及纪律规范来规范生产。 当然,ESD防护系统建立起来以后,对于工作人员来说,所要做的是经常检测这个系统,以不断的发现有不完善的地方,并做相应的改善,以保证系统长期有效的维持其ESD的防作用。这样,建立相应的ESD职能部门,并不断的培养其专业技能,提高其ESD防护意识,也都是ESD防护中不可缺少的一部分。 近年来随着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,ESD问题越来越严重,问题越来越突出,企业也越来越重视ESD防护。