Resumo da proteção de eletricidade estática na fabricação eletrônica
No processo de fabricação eletrônica, a descarga eletrostática muitas vezes danifica os componentes eletrônicos, e até mesmo faz com que os componentes eletrônicos percam sua função, resultando em perdas causadas por erros. Portanto, a proteção eletrostática na indústria de manufatura eletrônica é muito importante, principalmente para entender, analisar o princípio da geração de eletricidade estática e proteção eletrostática na fabricação de produtos eletrônicos, e resumir algumas das fundações de tecnologia de proteção eletrostática e medidas correspondentes na produção.
A eletricidade estática é uma energia elétrica invisível e intangível. Permanece na superfície do objeto. É o resultado do desequilíbrio de cargas positivas e negativas no âmbito local. É formado pela conversão de elétrons ou íons. O fenômeno eletrostático é o processo de geração de carga e desaparecimento. Um termo geral para fenômenos elétricos produzidos no processo. Por exemplo: eletrificação de atrito, andar do corpo humano e outros fenômenos.
A voltagem eletrostática gerada na fabricação de produtos eletrônicos e no processo de transporte, armazenamento, etc. excede em muito a tensão de ruptura dos dispositivos MOS, o que geralmente causa danos severos (danos parciais dos componentes), o que faz com que eles falhem ou afetem seriamente o produto. Confiabilidade.
Para controlar e eliminar a ESD, alguns países desenvolvidos estabeleceram normas ou regulamentos nacionais, militares e corporativos. Desde o projeto, fabricação, compra, armazenamento, inspeção, armazenamento, montagem, comissionamento, embalagem e transporte de produtos semi-acabados e produtos acabados, há regulamentos correspondentes sobre a fabricação, uso e gerenciamento de equipamentos de proteção estática. Requisitos regulamentares rigorosos
Dispositivos que são sensíveis a reações eletrostáticas são chamados de componentes eletrostaticamente sensíveis (SSDs). Componentes sensíveis eletrostáticos referem-se principalmente a circuitos integrados de grande escala, especialmente semicondutores de filme metalizado (circuitos MOS). Diferentes medidas de proteção eletrostática são tomadas para diferentes dispositivos SSD.
Fonte de alimentação estática na fabricação de produtos eletrônicos:
(1) A atividade do corpo humano, a eletricidade estática gerada pelo atrito, o contato e a separação entre pessoas e roupas, calçados, meias etc. é uma das principais fontes de energia estática na fabricação de produtos eletrônicos. A eletricidade estática no corpo humano é a principal causa de ruptura (suave) do dispositivo. A voltagem eletrostática gerada pelas atividades humanas é de cerca de 0,5-2KV. Além disso, a umidade do ar tem uma grande influência na tensão eletrostática, e é aumentada em uma ordem de magnitude em um ambiente seco. A Tabela 2 mostra a relação entre a umidade relativa e a atividade do corpo humano.
Quando o corpo humano é carregado e tocado no fio terra, ocorrerá um fenômeno de descarga e o corpo humano produzirá diferentes graus de resposta ao choque elétrico. O grau de reação é chamado de sensibilidade ao choque elétrico. A Tabela 3 mostra a sensibilidade ao choque do corpo humano durante diferentes descargas de tensão estática.
(2) Quando o macacão de fibra química ou algodão é esfregado contra a superfície de trabalho e o assento, pode ser gerada uma voltagem electrostática de 6000 V ou mais na superfície do vestuário e o corpo humano é carregado. Quando entrar em contato com o dispositivo, ele causará descarga e danificará facilmente o dispositivo.
(3) A resistência de isolamento da sola de borracha ou plástico é tão alta quanto 1013 Ω. Quando se esfrega no chão, gera eletricidade estática e carrega o corpo humano.
(4) Quando a resina, a película de tinta e o dispositivo embalado de filme plástico são transportados numa embalagem, a superfície do dispositivo e o material de embalagem podem gerar uma voltagem eletrostática de várias centenas de volts para descarregar o dispositivo sensível.
(5) Várias embalagens, cartuchos e volumes de negócios feitos de materiais poliméricos, como PP (polipropileno), PE (polietileno), PS (polivinilideno), PVR (poliuretano), PVC, poliéster e resina. Caixas, racks de PCB, etc. podem gerar tensão eletroestática de 1-3.5KV devido a atrito e choque, e descarregar partes sensíveis.
(6) Superfície de trabalho comum, gerada por fricção para gerar eletricidade estática.
(7) A resistência de isolamento do concreto, piso polido encerado, folha de borracha e outros pisos isolantes é alta, e a carga estática no corpo humano não é fácil de vazar.
(8) Equipamentos e ferramentas de produção eletrônica: Transformadores de alta tensão e circuitos de corrente alternada em equipamentos como ferros de solda, máquinas de solda por onda, fornos de solda de refluxo, máquinas de colocação, comissionamento e dispositivos de inspeção induzem eletricidade estática no equipamento. Se o equipamento não for ventilado corretamente, o dispositivo sensível falhará durante o processo de fabricação. O ar quente que circula no forno e a fricção do gabinete, e o vapor de CO2 na caixa de resfriamento do criostato de CO2 podem gerar uma grande quantidade de carga estática.
Princípio da proteção eletrostática:
Na fabricação de produtos eletrônicos, é impossível gerar eletricidade estática. A geração de eletricidade estática não é um perigo, o perigo está no acúmulo de eletricidade estática e na descarga eletrostática resultante. O núcleo da proteção eletrostática é a “eliminação silenciosa”.
Princípio da proteção eletrostática:
(1) Evitar que a eletricidade estática se acumule em lugares onde a eletricidade estática possa ser gerada. Tome medidas dentro do intervalo seguro.
(2) Elimine rapidamente o acúmulo de eletricidade estática existente e libere-o imediatamente.
Método de proteção eletrostática:
(1) Use material antiestático: O metal é um condutor, que danificará o dispositivo devido à grande corrente de fuga do condutor. Além disso, como o material isolante é propenso a cargas triboelétricas, materiais metálicos e isolantes não podem ser usados como material antiestático. Em vez disso, um chamado condutor eletrostático tendo uma resistência superficial de 1 × 10 5 cm cm ou menos e um sub-condutor eletrostático tendo uma resistência superficial de 1 × 10 5 -1 × 10 8 cm · cm foram usados como um antiestático material. Por exemplo, um material de proteção eletrostática comumente usado é realizado pela mistura de negro de fumo condutivo em borracha, e a resistência da superfície é controlada para ser 1 × 10 6 Ω · cm ou menor.
(2) Vazamento e aterramento: Aterre a peça onde a eletricidade estática pode ou pode ter ocorrido e forneça um canal de descarga eletrostática. O método de enterramento do fio terra estabelece uma linha de terra "independente". Faça a resistência entre o solo e a terra <> (Veja GBJl79 ou SJ / T10694-1996)
Método de aterramento do material de proteção eletrostática: Conecte o material de proteção estático (como tapete de bancada, tapete de piso, pulseira anti-estática, etc.) ao condutor que leva ao fio terra independente através de um resistor de 1MΩ (consulte SJ / T10630-1995) . O resistor de 1MΩ é conectado em série para garantir que a corrente seja <5ma para="" o="" terra,="" chamada="" de="" terra=""> O invólucro do dispositivo e a blindagem eletrostática são geralmente aterrados diretamente, chamados de terra dura.
(3) Eliminação de eletricidade estática no condutor: A eletricidade estática no condutor pode ser aterrada para causar vazamento de eletricidade estática na terra. A tensão e o tempo de liberação do corpo de descarga podem ser expressos pela seguinte equação: UT = U0L1 / RC. Na fórmula, a tensão no tempo UT-T (V) U0 é a tensão de partida (V) R - a resistência equivalente (Ω) capacitância equivalente do condutor C (pf).
Geralmente, é necessário vazar eletricidade estática dentro de 1 segundo. Ou seja, a tensão é reduzida para uma área segura abaixo de 1OOV em 1 segundo. Isso evitará que a velocidade de vazamento seja muito rápida e que a corrente de vazamento seja grande demais para danificar o SSD. Se U0 = 500V, C = 200pf, se você quiser fazer o UT atingir 100V em 1 segundo, você precisa de R = 1,28 × 109Ω. Portanto, o sistema de proteção ESD geralmente usa um resistor limitador de corrente de 1MΩ para limitar a corrente de sangria a menos de 5mA. Isto é projetado para segurança operacional. Se o operador estiver no sistema de proteção contra ESD, tocar acidentalmente a tensão industrial de 220V não representará perigo.
(4) Eliminação de eletricidade estática com não-condutores: Para eletricidade estática em isoladores, uma vez que cargas elétricas não podem fluir no isolador, a eletricidade estática não pode ser removida por aterramento. As seguintes medidas podem ser tomadas:
(a) Usando um ventilador ion-fan para gerar íons positivos e negativos, que podem neutralizar a eletricidade estática da fonte de energia estática. Pode ser colocado perto do espaço e da cabeça de colocação da máquina de colocação.
(b) Uso de um eliminador estático - Um eliminador estático é um surfactante. O agente de eliminação estático pode ser usado para lavar a superfície do instrumento e o objeto, e a eletricidade estática na superfície do objeto pode ser rapidamente eliminada.
(c) Controle da umidade do ambiente - Aumentar a umidade pode aumentar a condutividade da superfície do material não condutor, dificultando que a superfície do objeto acumule eletricidade estática. Por exemplo, em um ambiente seco no norte, medidas de umidificação e ventilação podem ser tomadas.
(d) Blindagem eletrostática - Use uma blindagem (gaiola) para equipamentos propensos à eletricidade estática e que aterre efetivamente a blindagem (gaiola).
(5) Método de controle de processo: Para gerar eletricidade estática o mínimo possível na fabricação de produtos eletrônicos, controlar o acúmulo de carga estática, eliminar rapidamente o acúmulo de eletricidade estática existente e liberar imediatamente, do projeto da planta, instalação do equipamento , operação, sistema de gestão, etc., tomar medidas eficazes.
Equipamentos de proteção eletrostática:
(1) O sistema antiestático do corpo humano inclui pulseiras antiestáticas, macacões, bonés, luvas, sapatos, meias, etc.
(2) O assoalho antiestático inclui o assoalho terrazzo antiestático, o assoalho de borracha antiestático, o assoalho plástico antiestático do PVC, o tapete antiestático, o assoalho antiestático.
(3) série de operação anti-estática: incluindo anti-estático: I: para esteiras de mesa, sacos anti-estáticos, carrinhos de logística anti-estática, ferros de solda anti-estática e ferramentas.