SMT-produksjon Elektrostatisk utladningsbeskyttelsesteknologi
Ved produksjon av elektroniske produkter skader elektrostatisk utladning (ESD) ofte komponenter, til og med føre til at de ikke fungerer og resulterer i alvorlige tap. Derfor er ESD-beskyttelse i SMT-produksjon avgjørende. Dette tidsskriftet inviterte to eksperter fra Beijing og Shanghai til å skrive artikler som introduserte og analyserte kildene til statisk elektrisitet og prinsippene for ESD-beskyttelse i produksjon av elektroniske produkter. Den gir en detaljert introduksjon til noen grunnleggende ESD-beskyttelsesteknologier og tilsvarende tiltak i SMT-produksjon for din referanse.
I. Statisk elektrisitet og dens farer
Statisk elektrisitet er en form for elektrisk energi som ligger på overflaten av et objekt. Det skyldes en ubalanse mellom positive og negative ladninger innenfor et lokalisert område og dannes gjennom konvertering av elektroner eller ioner. Statisk elektrisitet er den generelle betegnelsen for elektriske fenomener som genereres under generering og forsvinning av ladninger, slik som triboelektrisk ladning og statisk elektrisitet i menneskekroppen.
Med teknologiske fremskritt har statisk elektrisitet blitt mye og effektivt brukt i felt som elektrostatisk sprøyting, elektrostatiske tekstiler, elektrostatisk sortering og elektrostatisk bildebehandling. På den annen side kan generering av statisk elektrisitet forårsake betydelige farer og tap på mange felt. For eksempel, i det første Apollo-bemannede romfartøyet, drepte en eksplosjon forårsaket av elektrostatisk utladning (ESD) tre astronauter; ulykker som resulterer i skade eller død på grunn av ESD er også vanlig i kruttproduksjon.
I elektronikkindustrien, ettersom integrasjonstettheten øker, blir de interne isolerende lagene i integrerte kretser tynnere, og bredden og avstanden til sammenkoblingsledninger blir mindre. For eksempel er den typiske tykkelsen på det isolerende laget til en CMOS-enhet omtrent 0,1 μm, med en tilsvarende nedbrytningsspenning på 80-100V; det isolerende laget til en VMOS-enhet er enda tynnere, med en sammenbruddsspenning på 30V. Den elektrostatiske spenningen som genereres under produksjon, transport og lagring av elektroniske produkter overstiger langt sammenbruddsspenningen til MOS-enheter, noe som ofte forårsaker hardt sammenbrudd eller mykt sammenbrudd (lokalisert skade), som fører til enhetsfeil eller alvorlig innvirkning på produktets pålitelighet.
For å kontrollere og eliminere ESD har utviklede land som USA, Vest-Europa og Japan etablert nasjonale, militære og bedriftsstandarder eller forskrifter. Det er tilsvarende forskrifter som regulerer design, produksjon, kjøp, lagring, inspeksjon, lagring, montering, feilsøking, pakking og transport av elektrostatisk sensitive komponenter (ESS). Strenge forskrifter regulerer også produksjon, bruk og styring av ESD-beskyttelsesutstyr. landet mitt har også formulert militære og bedriftsstandarder basert på internasjonale standarder. For eksempel er det standarder fra Luftfartsdepartementet, Maskin- og elektronikkdepartementet og Oljedepartementet.
II. Elektrostatisk sensitive enheter (SSDer)
Enheter som er følsomme for elektrostatiske reaksjoner kalles elektrostatisk sensitive komponenter (SSD). ESD-sensitive enheter refererer hovedsakelig til integrerte kretser i svært stor-skala, spesielt metalliserte filmhalvledere (MOS-kretser). Ulike ESD-beskyttelsestiltak kan tas for forskjellige SSD-enheter i henhold til SSD-klassifiseringstabellen.
III. Statiske elektrisitetskilder i elektronisk produktproduksjon
(1) Statisk elektrisitet generert av menneskelig aktivitet, som friksjon, kontakt og separasjon mellom mennesker og gjenstander som klær, sko og sokker, er en av de viktigste statiske elektrisitetskildene i produksjon av elektroniske produkter. Menneskelig statisk elektrisitet er en viktig årsak til hardt (mykt) sammenbrudd i enheter. Den statiske spenningen generert av menneskelig aktivitet er omtrent 0,5-2KV. Videre har luftfuktighet en betydelig innvirkning på statisk spenning; i et tørt miljø kan det øke med en størrelsesorden. (2) Friksjon mellom arbeidsklær av syntetisk fiber eller bomull og arbeidsflater eller stoler kan generere en statisk spenning på over 6000V på klesoverflaten, og lade menneskekroppen. Kontakt med slike ladede klær kan føre til utladning, lett skadelige komponenter.
(3) Skosåler av gummi eller plast har en isolasjonsmotstand så høy som 10¹³ Ω. Friksjon med bakken genererer statisk elektrisitet som lader menneskekroppen.
(4) Når komponenter innkapslet i harpiks, maling eller plastfilmer transporteres i emballasje, kan friksjon mellom komponentoverflaten og emballasjematerialet generere en statisk spenning på flere hundre volt, og utlade sensitive komponenter.
(5) Ulike emballasjematerialer, esker, omsetningsbokser, PCB-stativer, etc., laget av PP (polypropylen), PE (polyetylen), PS (polyvinylklorid), PVR (polyuretan), PVC og andre polymermaterialer som polyester og harpiks kan generere en statisk spenning på 1-3,5KV på grunn av friksjon og støtfølsomme komponenter.
(6) Vanlige arbeidsflater genererer statisk elektrisitet gjennom friksjon.
(7) Betong, voksede og polerte gulv, gummiplater og andre isolerende overflater har høy isolasjonsmotstand, noe som gjør det vanskelig for statiske ladninger på menneskekroppen å lekke.
(8) Angående elektronisk produksjonsutstyr og verktøy: For eksempel kan høyspenningstransformatorer og AC/DC-kretser i utstyr som loddebolter, bølgeloddemaskiner, reflowovner, monteringsmaskiner, feilsøkings- og testutstyr indusere statisk elektrisitet. Hvis utstyrets statiske utladningstiltak er utilstrekkelige, kan det føre til at sensitive komponenter svikter under produksjonsprosessen. Sirkulasjonen av varmluft i ovner og friksjon med ovnskroppen, samt CO2-damp i CO2 lav-temperaturkjølekamre, kan alle generere store mengder statisk ladning. Beskyttelsesprinsipper for statisk elektrisitet
Det er umulig å fullstendig eliminere statisk elektrisitet ved produksjon av elektroniske produkter. Generering av statisk elektrisitet er ikke problemet; problemet ligger i akkumulering av statisk elektrisitet og den resulterende elektrostatiske utladningen. Kjernen i beskyttelsen mot statisk elektrisitet er å eliminere den stille.
(1) Forhindre akkumulering av statisk elektrisitet i områder der den kan genereres. Ta tiltak innenfor sikre grenser.
(2) Fjern raskt eksisterende akkumulering av statisk elektrisitet og slipp den umiddelbart.
I SMT-produksjon er det viktig å bruke disse anti-statiske produktene, for eksempel ionisatorer, ionestenger og statiske eliminatorer.