在SMT加工過(guò)程中，靜電放電會(huì)對(duì)電子元器件造成損傷或失效，隨著IC集成度的提高和元器件的逐漸縮小，靜電的影響也變得愈加嚴(yán)重。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致電子產(chǎn)品失效的因素中，靜電占比8%~33%，而每年因?yàn)殪o電導(dǎo)致的電子產(chǎn)品損失，高達(dá)數(shù)十億美元。

因此在SMT生產(chǎn)中，實(shí)施靜電防護(hù)措施非常重要，本文將從靜電的產(chǎn)生到元件和場(chǎng)景的防護(hù)等方面，詳細(xì)介紹如何做好靜電防護(hù)措施。

靜電是如何產(chǎn)生的？

靜電放電（Electro-Static Discharge）簡(jiǎn)稱(chēng)ESD，ESD是一種物理現(xiàn)象，是指具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。在電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中，存在著電荷流動(dòng)，傳送足夠的電量以抵消電壓。

比如冬天在地墊上行走時(shí)，會(huì)感覺(jué)觸電感；在冬天接觸把手時(shí)也會(huì)感覺(jué)被電到；在穿衣服時(shí)聽(tīng)到的噼啪聲等等。

這些生活中微不足道的靜電現(xiàn)象，卻對(duì)電子元件和電子線(xiàn)路板有著很大的影響，比如可能會(huì)產(chǎn)生靜電擊穿使元件損壞或失效從而影響電子產(chǎn)品。那么SMT生產(chǎn)中常見(jiàn)的靜電有哪些呢？

常見(jiàn)靜電產(chǎn)生原理

01摩擦起電

當(dāng)兩種不同的材料之間摩擦?xí)r，其中一種材料會(huì)帶上電荷，形成靜電。

02感應(yīng)起電

物體在靜電場(chǎng)的作用下，發(fā)生了電荷上再分布的現(xiàn)象。如當(dāng)一個(gè)帶電的物體靠近一個(gè)不帶電的物體時(shí)，兩者之間會(huì)形成一個(gè)電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差會(huì)導(dǎo)致電荷在不帶電物體上移動(dòng)，從而在不帶電物體上產(chǎn)生靜電荷。

03容性起電

由于已經(jīng)具有一定電荷的帶電體在與另一個(gè)物體靠近、分離時(shí)，系統(tǒng)的電容發(fā)生改變，帶電體上的靜電電位將發(fā)生變化，形成靜電。

日常生活中的靜電：

地毯上走動(dòng)可產(chǎn)生1.5KV～35KV靜電；

在乙烯樹(shù)酯地板上走動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生250V～12KV伏靜電；

室內(nèi)屁股在椅子上一蹭就會(huì)產(chǎn)生1.8KV以上的靜電;

從沙發(fā)上起來(lái)時(shí)，人體靜電可高達(dá)10KV；

脫化纖衣服時(shí)的靜電電壓可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏。

電子元件注意防靜電

對(duì)靜電敏感的電子元件一般有防靜電標(biāo)志，生產(chǎn)過(guò)程中碰到貼有這些標(biāo)志的元器件時(shí)要特別注意防靜電問(wèn)題。

半導(dǎo)體集成電路在設(shè)計(jì)上對(duì)防靜電失效采取了保護(hù)措施，能為敏感的元器件提供低于2000V的靜電放電設(shè)計(jì)保護(hù)，同時(shí)也可以通過(guò)電路外圍設(shè)計(jì)增加保護(hù)電阻、嵌位二極管使之具更強(qiáng)的抗靜電能力。

對(duì)靜電敏感的電子元件

【注】這些數(shù)值僅供參考，實(shí)際數(shù)值可能會(huì)因型號(hào)、生產(chǎn)過(guò)程等不同而有所差異。在使用這些元件時(shí)，請(qǐng)務(wù)必參考元件的規(guī)格書(shū)以了解其靜電放電敏感性，并在生產(chǎn)過(guò)程中采取防靜電措施以保護(hù)它們免受靜電損害。

電子元件的損壞形式

1、完全失去功能

1）表現(xiàn)為器件電參數(shù)嚴(yán)重惡化， 失去原有功能；

2）約占受靜電破壞元件的百分之十。

2、間歇性失去功能

1）表現(xiàn)為器件或產(chǎn)品各類(lèi)電參數(shù)仍合格 ，但其使用壽命會(huì)大大縮短，可靠性變差，可能會(huì)在后續(xù)某次損害中徹底失效；

2）約占受靜電破壞元件的百分之九十。

常見(jiàn)靜電破壞的場(chǎng)景

01放置元件

將元件放置在貼片板上時(shí)，由于靜電場(chǎng)的存在，元件可能會(huì)從放置位置滑落或變形，從而導(dǎo)致缺陷或故障。

02靜電電荷積累

由于SMT設(shè)備的金屬外殼和接地裝置等，會(huì)積累靜電電荷，如果靜電電荷沒(méi)有及時(shí)釋放，就會(huì)對(duì)元件造成損壞。

03污染損壞

靜電荷可以吸附灰塵、油污等雜質(zhì)，導(dǎo)致元件或電路板表面污染，從而影響其正常工作。

04吸附損壞

在搬運(yùn)、存儲(chǔ)或組裝過(guò)程中，靜電荷可以吸附在元件或其他部件上，導(dǎo)致它們無(wú)法正常工作或損壞。

靜電防護(hù)的基本原則

靜電防護(hù)守則

1、在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件。

2、用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件或電路板。

3、定期檢測(cè)所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是否操作正常。

4、確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則。

靜電防護(hù)步驟

1、避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具放在一起。

2、確保工作區(qū)域地面和桌子墊有足夠的導(dǎo)電能力，最好使用導(dǎo)電橡膠桌面或用導(dǎo)電膠帶粘在桌子四邊。

3、經(jīng)常檢查接地系統(tǒng)是否良好，地線(xiàn)纜必須正確連接到匯流排。

4、使用電子工具或儀器時(shí)，要確保所使用的工具或儀器符合靜電防護(hù)要求。

5、限制使用塑料袋及泡沫盒等包裝材料，如果必須使用，也要確保包裝材料經(jīng)過(guò)導(dǎo)電處理或使用金屬材料制作的包裝箱。

6、穿防靜電服、鞋，使用防靜電工具和手套以及防靜電手環(huán)等。

7、聘請(qǐng)經(jīng)過(guò)靜電防護(hù)培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)人員，確保防靜電措施得到正確實(shí)施。

8、定期進(jìn)行靜電防護(hù)檢查和測(cè)試，確保防靜電措施的有效性。

9、禁止沒(méi)有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護(hù)工作站，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)情況，應(yīng)立刻制止并報(bào)告上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。

10、如果發(fā)現(xiàn)靜電防護(hù)系統(tǒng)存在問(wèn)題或缺陷，應(yīng)立刻報(bào)告上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)或靜電防護(hù)負(fù)責(zé)人，并及時(shí)采取措施進(jìn)行改進(jìn)和處理，確保靜電防護(hù)系統(tǒng)的有效性。

可制造性風(fēng)險(xiǎn)檢查

華秋DFM軟件是一款可制造性檢查的工藝軟件，雖然對(duì)上文所講的SMT靜電防護(hù)沒(méi)有做對(duì)應(yīng)的檢查項(xiàng)，但是可以檢查PCB設(shè)計(jì)的圖形，比如檢查PCB防靜電設(shè)計(jì)的位置是否存在可制造性風(fēng)險(xiǎn)。

華秋DFM軟件是國(guó)內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有300萬(wàn)+元件庫(kù)，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開(kāi)發(fā)了19大項(xiàng)，52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則，PCBA組裝的分析功能，開(kāi)發(fā)了10大項(xiàng)，234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問(wèn)題，能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問(wèn)題，且能夠滿(mǎn)足工程師需要的多種場(chǎng)景，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本。

審核編輯：湯梓紅