4 静电防护
静电防护的基本原则是:(1)抑制静电荷的积聚;(2)迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷。
4.1接地
接地就是直接将静电通过一条导线的连接泄放到大地,这是防静电措施中最直接最有效的方法,对于导体通常用接地的方法,如有绳防静电手腕带、地板及工作台面接地等。
接地通过以下方法实施:
(1)人体通过手腕带接地;
(2)人体通过防静电鞋(或鞋带)和防静电地板接地;
(3)工作台面接地;
(4)测试仪器,工具夹,烙铁接地;
(5)防静电地板,地(台)垫接地;
(6)防静电周转车,箱,架接地;
(7)防静电椅接地。
4.2静电屏蔽
静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中,用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响,最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。
4.3离子中和
绝缘体往往是易产生静电,对绝缘体静电的消除,用接地方法是无效的,通常采用的方法是离子中和(部分采用屏蔽),即在工作环境中用离子风机等,提供一等电位的工作区域。
5 静电防护材料与静电防护设施
因此在防静电材料和防静电设施中,均是按这3种方式派生出来的产品,可分为防静电仪表,接地系统类防静电产品,屏蔽类防静电包装,运输及储存防静电材料,中和类静电消除设备,以及其它防静电用品。
5.1防静电仪表
(1)手腕带/脚腕带/防静电鞋综合检测仪用途:检测手腕带,脚腕带,防静电鞋是否符合要求;
(2)测试脚带及防静电鞋时,需增加一块金属板及仪表连接的导线;
(3)除静电离子风机检测仪用途:定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围;
(4)静电场测试仪用途:测量静电场以反映静电的存在,以电压形式读数,用来测试环境的静电强度。一般受环境影响和静电瞬间特性,很难真实反映实际情况;
(5)静电屏蔽袋测试仪用途:检测静电屏蔽袋的屏蔽效果;
(6)表面电阻测量仪用途:测量材料表面电阻,体积电阻。
5.2接地类防静电产品
(1)防静电手腕带:广泛用于各种操作工位,手腕带种类很多,建议一般采用配有1兆欧姆电阻的手腕带,线长应留有一定余量。
(2)防静电脚腕带/防静电鞋:厂房使用防静电地面后,应配备防静电鞋,建议车间以穿防静电鞋为主,可降低灰尘的引入。操作人员再结合配带防静电脚腕带效果将会更佳。
(3)防静电台垫:用于各工作台表面的铺设,每个台垫串上1兆欧电阻后与防静电地可靠连接。防静电台垫主要是防静电复合胶板,主要用于捕垫桌面、流水线工作台面、货架及制做地垫等。材料面层分为草绿色,导电物质是抗静电剂;底层为黑色,导电物质是碳黑。
(4)防静电地板:防静电地板也有多种,按时效性分,有永久性和临时性;按材料分有导电橡胶、pvc、导电陶瓷等;按铺设方式分,有地面直接铺设的和架空的活动地板。可根据实际需要和成本决定。如需要在地面走多种电缆、管道的环境如计算机房选择架空铺设的活动地板比较好。图5是一些防静电地板。
5.3屏蔽类防静电包装运输及储存材料
(1)防静电周转箱、防静电元件盒:用于车间单板和部件的周转,运输及储存;
(2)防静电包装袋:用于单板和部件的包装、运输和储存,具有一定的防潮效果;
(3)防静电胶带:用于各种包装箱等;
(4)防静电ic包装管管及ic托盘:用于生产车间ic元器件的储存、搬运。禁止在使用前,露天存放ic;或拆开包装运输;
(5)防静电货架、手推车及工作台:防静电货架、手推车广泛用于电子装配车间的单板、部件的周转,搬运等。防静电货架及工作台要有防静电接地,手推车应有金属链与大地接触;
(6)防静电工作服工作鞋:在具有静电敏感元器件,具有一定洁净度要求的加工车问,一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工作鞋。防静电服装是用不同色的防静电布制成。布料纱线含一定比例的导电纱,导电纱又是由一定比例的不锈钢纤维或其它导电纤维与普通纤维混纺而成。通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除服装上的静电。由于不锈钢纤维属金属类纤维,所以,由它织成的防静电布料的导电性能稳定,不随服装的洗涤次数而变化;
(7)防静电手指套:如操作员工需经常手拿静电敏感元器件时,要戴防静电手指套。
5.4中和类设备
离子风机、风枪、风嘴、风帘、离子棒等。
6 防静电的一般工艺规程要求
静电就象细菌一样,虽然是看不见,摸不着,但是它随时随地存在。在日常生活中,如走动,翻书,甚至空气流动等都会产生静电。静电开始产生时,静电量随着时间的延续而增加,但积到一定程度时,静电量不会无限增加而趋于某一稳定值。当电子元件表面积聚的静电达到稳定值时,它的性能会受到很大的影响。
下面介绍电子制造过稗中静电防护的一般工艺规程要求:
(1)生产区域长期处丁恒温、恒湿的稳定环境,一般温度控制在25℃,湿度控制在65%,并每天有专人进行测试,并做有效记录;
(2)张贴醒目的静电敏感器件标志,图7是各种防静电标志。其中(a)是防静电工作区的标志,(b)和(c)是防静电容器、元件架、运输车等器材上的标记;(d)是经防静电处理的物品和场所的标记;
(3)车间内的各类机器(丝网印刷机、贴片机、测试台)应具有良好的接地;
(4)操作者在接触电子产品时必须戴防静电手腕带,并要求戴腕带的操作人员每天上、下午上班前各测试一次,以保证腕带与人体的良好接触,腕带电阻1 mω;
(5)在贴装过程中,需要手拿电路板时,规定只能拿电路板边缘无电子元器件处,而不能直接接触电子元器件引脚;
(6)esd敏感型器件必须用静电屏蔽;
(7)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风机清除空气中的不平等电荷;
(8)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,接地电阻要偏小;
(9)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;
(10)凡esd敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作规范,尽量不能触摸esd敏感型器件管腿;
(11)用波峰焊接时,焊料和传递系统必须接地;
(12)在esd敏感型测试仪器生产线上,应严格使用静电电位测试仪,监视静电电位的变化情况,以便及时采取静电消除措施;
(13)防静电安全工作台:
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、防静电台垫、腕带接头和接地线等组成;
b、防静电台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机;
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;
(14)防静电容器在电子设备研制生产过程中,一切贮存、周转esd敏感型器件的容器(元器件袋、转运箱、印制板架、元器件存放盒等)应具备静电防护性能。不允许使用金属和普通塑料容器。必要时,存放部件用的周转箱应接地;
(15)静电消除器消除绝缘材料表面的静电荷应使用离子风静电消除器;
(16)防静电工作服:
a、进入防静电工作区或接触esd敏感型器件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;
(17)防静电工作鞋进入防静电工作区或接触esd敏感型器件的人员应穿防静电工作鞋,防静电工作鞋应符合gb 4385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腕带;
(18)防静电运输车转运esd敏感型器件或含有esd敏感型器件的整、部件时,应采用有防静电性能的运输车;
当存在静电电位差时、静电强度大到足够击穿物体或表面之间的隔离或直接接触到这些物体时,就可能发生静电放电。因此,防止任何可能的静电放电事件发生的唯一觯决方法是保持所有物体处于等电位。
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论电子生产制造过程中的静电及静电防护2