Teknologi Perlindungan Nyahcas Elektrostatik Pengeluaran SMT
Dalam pembuatan produk elektronik, nyahcas elektrostatik (ESD) sering merosakkan komponen, malah menyebabkannya tidak berfungsi dan mengakibatkan kerugian yang serius. Oleh itu, perlindungan ESD dalam pengeluaran SMT adalah penting. Jurnal ini menjemput dua pakar dari Beijing dan Shanghai untuk menulis artikel yang memperkenalkan dan menganalisis sumber elektrik statik dan prinsip perlindungan ESD dalam pembuatan produk elektronik. Ia menyediakan pengenalan terperinci kepada beberapa teknologi perlindungan asas ESD dan langkah-langkah yang sepadan dalam pengeluaran SMT untuk rujukan anda.
I. Elektrik Statik dan Bahayanya
Elektrik statik ialah satu bentuk tenaga elektrik yang berada di permukaan sesuatu objek. Ia terhasil daripada ketidakseimbangan cas positif dan negatif dalam kawasan setempat dan terbentuk melalui penukaran elektron atau ion. Elektrik statik ialah istilah umum untuk fenomena elektrik yang dijana semasa penjanaan dan kehilangan cas, seperti pengecasan triboelektrik dan elektrik statik badan manusia.
Dengan kemajuan teknologi, elektrik statik telah digunakan secara meluas dan berkesan dalam bidang seperti penyemburan elektrostatik, tekstil elektrostatik, pengisihan elektrostatik dan pengimejan elektrostatik. Walau bagaimanapun, sebaliknya, penjanaan elektrik statik boleh menyebabkan bahaya dan kerugian yang ketara dalam banyak bidang. Sebagai contoh, dalam kapal angkasa pertama yang dikendalikan oleh Apollo, letupan yang disebabkan oleh nyahcas elektrostatik (ESD) membunuh tiga angkasawan; kemalangan yang mengakibatkan kecederaan atau kematian akibat ESD juga biasa berlaku dalam pembuatan serbuk mesiu.
Dalam industri elektronik, apabila ketumpatan penyepaduan meningkat, lapisan penebat dalaman litar bersepadu menjadi lebih nipis, dan lebar dan jarak wayar antara sambungan menjadi lebih kecil. Sebagai contoh, ketebalan biasa lapisan penebat peranti CMOS adalah kira-kira 0.1 μm, dengan voltan pecahan sepadan 80-100V; lapisan penebat peranti VMOS adalah lebih nipis, dengan voltan pecahan 30V. Voltan elektrostatik yang dijana semasa pembuatan, pengangkutan dan penyimpanan produk elektronik jauh melebihi voltan kerosakan peranti MOS, selalunya menyebabkan fenomena kerosakan keras atau kerosakan lembut (kerosakan setempat), yang membawa kepada kegagalan peranti atau menjejaskan kebolehpercayaan produk dengan teruk.
Untuk mengawal dan menghapuskan ESD, negara maju seperti Amerika Syarikat, Eropah Barat dan Jepun telah menetapkan piawaian atau peraturan negara, ketenteraan dan perusahaan. Terdapat peraturan yang berkaitan yang mengawal reka bentuk, pembuatan, pembelian, pergudangan, pemeriksaan, penyimpanan, pemasangan, penyahpepijatan, pembungkusan dan pengangkutan komponen sensitif elektrostatik (ESS). Peraturan yang ketat juga mengawal pembuatan, penggunaan dan pengurusan peralatan perlindungan ESD. negara saya juga telah merumuskan piawaian ketenteraan dan perusahaan berdasarkan piawaian antarabangsa. Sebagai contoh, terdapat piawaian daripada Kementerian Aeroangkasa, Kementerian Jentera dan Elektronik, dan Kementerian Petroleum.
II. Peranti Sensitif Elektrostatik (SSD)
Peranti yang sensitif kepada tindak balas elektrostatik dipanggil komponen sensitif elektrostatik (SSD). Peranti sensitif ESD-terutamanya merujuk kepada litar bersepadu-skala yang sangat besar, terutamanya semikonduktor filem berlogam (litar MOS). Langkah perlindungan ESD yang berbeza boleh diambil untuk peranti SSD yang berbeza mengikut jadual klasifikasi SSD.
III. Sumber Elektrik Statik dalam Pembuatan Produk Elektronik
(1) Elektrik statik yang dijana oleh aktiviti manusia, seperti geseran, sentuhan, dan pemisahan antara orang dan objek seperti pakaian, kasut dan stoking, merupakan salah satu sumber elektrik statik utama dalam pembuatan produk elektronik. Elektrik statik manusia adalah punca utama kerosakan keras (lembut) dalam peranti. Voltan statik yang dihasilkan oleh aktiviti manusia adalah lebih kurang 0.5-2KV. Tambahan pula, kelembapan udara mempunyai kesan ketara ke atas voltan statik; dalam persekitaran yang kering, ia boleh meningkat mengikut urutan magnitud. (2) Geseran antara gentian sintetik atau pakaian kerja kapas dan permukaan kerja atau kerusi boleh menjana voltan statik melebihi 6000V pada permukaan pakaian, mengecas badan manusia. Sentuhan dengan pakaian yang dicas sedemikian boleh menyebabkan pelepasan, komponen mudah rosak.
(3) Tapak kasut getah atau plastik mempunyai rintangan penebat setinggi 10¹³ Ω. Geseran dengan tanah menjana elektrik statik, mengecas badan manusia.
(4) Apabila komponen yang dibungkus dalam resin, cat, atau filem plastik diangkut dalam pembungkusan, geseran antara permukaan komponen dan bahan pembungkus boleh menghasilkan voltan statik beberapa ratus volt, menyahcas komponen sensitif.
(5) Pelbagai bahan pembungkusan, kotak, kotak pusing ganti, rak PCB, dsb., diperbuat daripada PP (polipropilena), PE (polietilena), PS (polivinil klorida), PVR (poliuretana), PVC, dan bahan polimer lain seperti poliester dan resin boleh menjana voltan statik 1-3.5KV akibat geseran dan hentaman, komponen nyahcas.
(6) Permukaan kerja biasa menjana elektrik statik melalui geseran.
(7) Lantai konkrit, berlilin dan digilap, kepingan getah, dan permukaan penebat lain mempunyai rintangan penebat yang tinggi, menjadikannya sukar untuk cas statik pada tubuh manusia bocor.
(8) Berkenaan peralatan dan alatan pengeluaran elektronik: Contohnya,-transformer voltan tinggi dan litar AC/DC dalam peralatan seperti seterika pematerian, mesin pematerian gelombang, ketuhar aliran semula, mesin pelekap, nyahpepijat dan peralatan ujian boleh mendorong elektrik statik. Jika langkah nyahcas statik peralatan tidak mencukupi, ia boleh menyebabkan komponen sensitif gagal semasa proses pembuatan. Peredaran udara panas dalam ketuhar dan geseran dengan badan ketuhar, serta wap CO2 dalam kebuk penyejukan suhu rendah-CO2, semuanya boleh menjana sejumlah besar cas statik. Prinsip Perlindungan Elektrik Statik
Adalah mustahil untuk menghapuskan elektrik statik sepenuhnya dalam pembuatan produk elektronik. Penjanaan elektrik statik bukanlah masalah; masalahnya terletak pada pengumpulan elektrik statik dan nyahcas elektrostatik yang terhasil. Teras perlindungan elektrik statik adalah untuk menghapuskannya secara senyap.
(1) Elakkan pengumpulan elektrik statik di kawasan yang mungkin dijana. Ambil langkah dalam had yang selamat.
(2) Cepat hapuskan pengumpulan elektrik statik sedia ada dan lepaskannya dengan segera.
Dalam pengeluaran SMT, penggunaan produk anti-statik ini adalah penting, seperti pengion, bar ion dan penghapus statik.