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电路板装配

预防静电的方法

发布时间:2016-08-29 | 0次阅读

本文介绍,为了有效地抗击和防止静电放电(ESD, electrostatic discharge),必须以正确的方式使用正确的设备。由于一系列强有力的闭环ESD预防、监测与离子设备,现在可以把ESD看作一个过程控制问题。

  静电放电(ESD)是在电子装配中电路板与元件损害的一个熟悉而低估的根源。它影响每一个制造商,无任其大小。虽然许多人认为他们是在ESD安全的环境中生产产品,但事实上,ESD有关的损害继续给世界的电子制造工业带来每年数十亿美元的代价。

  ESD究竟是什么?静电放电(ESD)定义为,给或者从原先已经有静电(固定的)的电荷(电子不足或过剩)放电(电子流)。电荷在两种条件下是稳定的:

当它“陷入”导电性的但是电气绝缘的物体上,如,有塑料柄的金属的螺丝起子。

当它居留在绝缘表面(如塑料),不能在上面流动时。

  可是,如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体(螺丝起子)靠近有相反电势的集成电路(IC)时,电荷“跨接”,引起静电放电(ESD)。

  ESD以极高的强度很迅速地发生,通常将产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路,在电子显微镜下外表象向外吹出的小子弹孔,引起即时的和不可逆转的损坏。

  更加严重的是,这种危害只有十分之一的情况坏到引起在最后测试的整个元件失效。其它90%的情况,ESD损坏只引起部分的降级 - 意味着损坏的元件可毫无察觉地通过最后测试,而只在发货到顾客之后出现过早的现场失效。其结果是最损声誉的,对一个制造商纠正任何制造缺陷最付代价的地方。

  可是,控制ESD的主要困难是,它是不可见的,但又能达到损坏电子元件的地步。产生可以听见“嘀哒”一声的放电需要累积大约2000伏的相当较大的电荷,而3000伏可以感觉小的电击,5000伏可以看见火花。

  例如,诸如互补金属氧化物半导体(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或电气可编程只读内存(EPROM, electricall programmable read-only memory)这些常见元件,可分别被只有250伏和100伏的ESD电势差所破坏,而越来越多的敏感的现代元件,包括奔腾处理器,只要5伏就可毁掉。

  该问题被每天的引起损害的活动复合在一起。例如,从 乙烯基的工厂地板走过,在地板表面和鞋子之间产生摩擦。其结果是纯电荷的物体,累积达到3~2000伏的电荷,取决于局部空气的相当湿度。

  甚至工人在台上的自然移动所形成的摩擦都可产生400~6000伏。如果在拆开或包装泡沫盒或泡泡袋中的PCB期间,工人已经处理绝缘体,那么在工人身体表面累积的净电荷可达到大约26000伏。

  因此,作为主要的ESD危害来源,所有进入静电保护区域(EPA, electrostatic protected area)的工作人员必须接地,以防止任何电荷累积,并且所有表面应该接地,以维持所有东西都在相同的电势,防止ESD发生。

  用来防止ESD的主要产品是碗带(wristband),有卷毛灯芯绒和耗散性表面或垫料 - 两者都必须正确接地。另外的辅助物诸如耗散性鞋类或踵带和合适的衣服,都是设计用来防止人员在静电保护区域(EPA)移动时累积和保持净电荷。

  在装配期间和之后,PCB也应该防止来自内部和外表运输中的ESD。有许多电路板包装产品可用于这方面,包括屏蔽袋、装运箱和可移动推车。虽然以上设备的正确使用将防止90%的ESD有关的问题,但是为了达到最后10%,需要另一种保护:离子化。


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