【正文】 表面貼裝工程 SMA Introduce ESD(ElectroStatic Discharge,即靜電釋放 ) 帶電（靜電）的情況下接觸另一種物體時(shí)，因電壓的差異而放電，這時(shí)發(fā)生瞬間高壓的現(xiàn)象。 What’s ESD？ ESD 靜電的基本概念 靜電就是不平衡分布的電子，正負(fù)電荷有異性相吸，同性相斥的力量，即庫倫定律。 Q=CV，V=Q/C， Q=電量； V=電壓； C=電容。因此靜電的第一個(gè)現(xiàn)象即為：同性電荷相斥；異性電荷相吸。 2 .電場及放電電流 因電荷的存在，在周圍空間中形成電場，其強(qiáng)度為： V=Q/C ， V：電位 Q：電荷 C：電容 + + + + + Q V 電位強(qiáng)度 V Q I R 放電電流 靜電與大地間因有電位存在，如果觸及電路時(shí)，就會產(chǎn)生電流即為放電電流（ ELECTROSTATICDISCHARGE CURRENT),這個(gè)放電電流常會將電路導(dǎo)體燒融。其放電電流為：I=V/R I:電流 , V:電壓 ,R：電阻。 怎樣能產(chǎn)生靜電？ ? 摩擦電 ? 靜電感應(yīng) ? 電容改變 在日常生活中，任何不相同材質(zhì)的東西相接觸再分離后都會產(chǎn)生靜電 靜電強(qiáng)度 (Volt) 活動情形 10%20% 相對濕度 65%95% 相對濕度 走過地毯 走過塑膠地板 在椅子上工作 拿起塑料文件夾 拿起塑膠帶 工作椅墊摩擦 35,000 12,000 6,000 7,000 20,000 18,000 1,500 250 100 600 1,000 1,500 在日常生活中，可以從以下多方面感覺到靜電 — 閃電 — 冬天在地墊上行走以及接觸把手時(shí)的觸電感 — 在冬天穿衣時(shí)所產(chǎn)生的噼啪聲 這些似乎對我們沒有影響，但它對電子元件及電子線路板卻有很大的沖擊。 靜電的物理現(xiàn)象： 靜電就是不平衡分布的原子，陽電離子攜帶正電荷，陰離子攜帶負(fù)電荷正負(fù)電荷有異性相吸，同性相斥的力量，大小可以由庫侖定律計(jì)算得出。 ESD 因?yàn)殡姾傻拇嬖?，即在周圍空間中形成電場其強(qiáng)度 為 這個(gè)電場，其強(qiáng)度的可以打穿目前體積電路的絕緣層，破壞絕緣 靜電與大地間因有電位存在就會產(chǎn)生放電電流 ( ELECTROSTATIC DISCHARGE CURRENT ) 這個(gè)放電電流會將電路導(dǎo)體燒融。其放電電流為： 靜電的基本物理特性： 元件吸附灰塵改變線路之間的阻抗，影響元件的功能和壽命 因?yàn)閳龌螂娏髌茐脑^緣或?qū)w，使元件不能工作（完全不能工作） 因瞬間電場或電流產(chǎn)生的熱使元件受傷，仍能工作但壽命受損。 電子元件的損壞形式有兩種 完全失去功能 ? 器件不能操作 ? 約占受靜電破壞元件的百分之十 間歇性失去功能 ? 器件可以操作但性能不穩(wěn)定，維修次數(shù)因而增加 ? 約占受靜電破壞元件的百分之九十 在電子生產(chǎn)上進(jìn)行靜電防護(hù)，可免： ? 增加成本 ? 減低質(zhì)量 ? 引致客戶不滿而影響公司信譽(yù) 對靜電敏感的電子元件 晶 片 種 類 靜電破壞電壓 VMOS MOSFET Gaa SFET EPROM JFET SAW OPAMP CMOS 301,800 100200 100300 100 1407,200 150500 1902,500 2503,000 ESD 遭受靜電破壞 從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅。這一過程包括： 元件制造：包含制造、切割、接線、檢驗(yàn)到交貨。 印刷電路板：收貨、驗(yàn)收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。 設(shè)備制造：電路板驗(yàn)收、儲存、裝配、品管、出貨。 設(shè)備使用：收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。 其中最主要而又容易疏忽的一點(diǎn)卻是在元件的傳送與運(yùn)輸?shù)倪^程。 導(dǎo)電性物體的靜電消除方法： 在物理特性上，所謂導(dǎo)電性物體，即在于物體中的電子可以自由移動，物體中的電位會迅速恢復(fù)平衡，達(dá)到每點(diǎn)電位平等。 基于電子可以自由移動的特性，我們可以簡單的加以接地，給予這些不平衡的電子一個(gè)簡單的通路，釋放到大地，即可消除物體所攜帶的靜電。 以工作人員的習(xí)慣，假設(shè)工作人員到達(dá)工作場所及接觸零件時(shí)間為 1秒， (也就 是 說 ,在 1秒中需 將人體 之 靜電 釋放至安全情形 )則 : υ ( t )=υ o e υ o=1500Volt ( at 6590% ) υ ( t )=100VOLTS C=200PF ∴ R= ln 15/200 10 = 10 Ω υ = t秒 后之電壓 t = 接地 后時(shí)間 ( 設(shè)為 1SEC ) R = 接地 電阻 ( ohm ) C = 帶 電體電容量 ( F ) 由此式可知 ,接地 電 阻 R = 10 Ω 以下 時(shí)，釋放時(shí)間會小于 1秒 鐘 ,當(dāng) 然 R越小 ,時(shí)間 t越短 ,但 為人員 安全起 見 ,我們 建議串聯(lián) 1MΩ 限流 電 阻。 絕緣性物體的靜電消除方法： 絕緣 性物 體 的特性就是 電 子在 該類 物 體 中遭受束 縛 ,不易 移動 ,所以利用接地的方法不能消除 這類物體的靜電。 針對這個(gè)狀況 ,只能使用 離 子中和的方法 ,目前 離子產(chǎn)生 方法有 : : 使用 輻射 能撞 擊 空 氣 ,將 空 氣 分裂 為 等量的正、 負(fù)離子 。 : 使用交流高 壓 ,在空 氣周圍 形成 極高電場 ,分裂空 氣 。 在電子工作場所，因電暈法，本身即存在一個(gè)強(qiáng)烈的交流電場，而且空氣中易產(chǎn)生臭氧，對電子零件影響很大，所以很少采用。在其他場所采用的比較多（如，造紙紡織。）。 也常因高 壓 交流 電極 易 產(chǎn)生危險(xiǎn) ,所以 輻射 法是目前 比較 被接受的一 種 。 使用微量的放射性元素釙（ Po210）以極精密的方法將 Po210 包藏在瓷材料中 ,再 將 瓷 粒 使用強(qiáng)力接著膠加以接著 ,然 后 安裝 于 附有 金屬網(wǎng) 的固定架中 ， 成為一個(gè)離子化 空氣產(chǎn)生器。 Po210因只有 α 射 線 , α 射 線 穿透力很小 ,在空 氣 中只有 幾 公分 ,而且只要紙 張 ,或人 體皮膚 即可加以阻止 ,所以使用上非常安全 ,而且沒有高 壓電場 ,不 產(chǎn) 生臭 氧 ,對 人 體 及 電 子零件不 會影響 ,是目前最理想的靜 電 消除方法。 輻射離子產(chǎn)生法 靜電遮蔽袋 目前 導(dǎo)電 性材料均 為 碳化性材料 ,為 不透明之黑色 ,體績電阻為 500ohmcm 以下 ,在某些特殊 狀況 ,如需要看得 見 容器內(nèi)之元件 (透明 )或高度敏感元件 ,靜電 遮蔽要求更 嚴(yán)格 的情形 時(shí) ,您可能需要靜 電 遮蔽袋 。 靜 電 遮蔽袋的 構(gòu) 造其功能如下 ： 內(nèi) 層 : 抗靜 電 聚乙烯 ( 即俗 稱 之 PINK POLY ),不產(chǎn)生靜電 ESD 靜 電 遮蔽袋的 構(gòu) 造其功能如下 ： 內(nèi) 層 : 抗靜 電 聚乙烯 ( 即俗 稱 之 PINK POLY ),不產(chǎn)生靜電 中 層 : 加強(qiáng)之聚脂 纖維 ( POLYESTER ) ,增加 機(jī)械 強(qiáng)度 外 層 : 鍍鎳 ,成一良好 導(dǎo)體 ,可 瞬間 釋放 電荷 ,形成法拉第容器 ( FARADY CAGE ) 電 子工 廠 中 , 需要注意到 靜電 防 護(hù)的地方 來料檢驗(yàn) 庫房 領(lǐng)料處 元件插入處（自動和手動） 焊錫 設(shè)備安裝 包裝運(yùn)輸 現(xiàn)場維護(hù)檢修 是造成 靜電破壞 的主要原因 靜電防護(hù)要領(lǐng) 靜電防護(hù)守則 原則一：在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件 原則二：用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件或電路板 原則三：定期檢測所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是否操作正常 原則四：確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則 靜電安全工作區(qū) ? 靜電安全工作區(qū) 靜電屏蔽容器 ? 靜電防護(hù)方法 靜電防護(hù)步驟 （如計(jì)算機(jī)，電腦及電腦終端機(jī)）放在一起。 。 。 。 。 。 常見概念及應(yīng)用 表面電阻率 簡單地說表面電阻率就是同一表面上兩電極之間所測得的電阻值，將電極形狀和電阻值結(jié)合在一起通過計(jì)算可得到單位面積的電阻值。現(xiàn)在市面上可以買得到讀數(shù)為單位面積電阻值的測量儀 體電阻率 體電阻率是通過材料厚度的電阻值，單位是 Ω cm 導(dǎo)電材料 導(dǎo)電材料指表面電阻率和體電阻率分別小于 10 6Ω 和 10 6Ω cm的材料。 耗散材料 耗散材料指表面電阻率和體電阻率分別小于 10 12Ω 或 10 12Ω cm的材料 防靜電材料 “ 防靜電 ” 指的是能夠抑制電荷累積，可以在材料制造過程中添加或者局部加入某種物質(zhì)得到這種特性。防靜 電材料無需用表面或體電阻率表示。 導(dǎo)電添加劑和薄膜 如果由于成本或者其他設(shè)計(jì)上的原因只能使用塑料材料或復(fù)合材料時(shí)，可以使用添加劑改善靜電特性，將添加劑混入塑料材料中，根據(jù)添加劑和樹脂百分比不同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性 導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌 導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌用來提供通道或者使器件放于一個(gè)固定的位置或保持一定的方向性，采用的材料應(yīng)能使電荷耗散掉并且防止器件摩擦生電。表面電阻率為 10 6Ω 的材料具有良好耗散性而且不會損傷器件，如果送入的器件處于無靜電狀態(tài)，也可以使用導(dǎo)電性材料 (表面電阻率低于 10 6Ω ) 傳送帶 傳送帶用來輸送元件、 PCB和其他器件，材料一般為塑料、纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機(jī)器其他部分傳來的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳動帶表面電阻率為 1～ 10 6Ω 時(shí)，它會使帶電器件放電速度太快，對器件造成損害；當(dāng)表面電阻在 10 6～ 10 9Ω 時(shí)，只要傳送帶通過轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會帶電。另一個(gè)要考慮的問題是傳送帶速度。如果傳送帶運(yùn)動速度太快，器件放到傳送帶上時(shí)就可能會滑動 (或者器件保持不動而傳送帶繼續(xù)在動 )，這時(shí)就會形成摩擦生電，傳送帶如果接地能使電荷耗散掉，但是器件或 PC板仍帶有電荷而會造成危害。 MOUNT 第一：外觀的要求 ,光滑平整 ,不可有翹曲或高低不平 .否者基板會出現(xiàn)裂紋，傷痕，銹斑等不良 . 第二：熱膨脹系數(shù)的關(guān)系 .元件小于 *，元件大于 *，必須注意。 第三：導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系 . 第四：耐熱性的關(guān)系 .耐焊接熱要達(dá)到 260度 10秒的實(shí)驗(yàn)要求，其耐熱性應(yīng)符合： 150度 60分鐘后，基板表面無氣泡和損壞不良。 第五：銅鉑的粘合強(qiáng)度一般要達(dá) *cm 第六：彎曲強(qiáng)度要達(dá)到 25kg/mm以上 第七：電性能要求 第八：對清潔劑的反應(yīng)，在液體中浸漬 5分鐘，表面不產(chǎn)生任何不良，并有良好的沖載性 表面貼裝對 PCB的要求： 表面貼裝元件具備的條件 : 元件的形狀適合于自動化表面貼裝 尺寸，形狀在標(biāo)準(zhǔn)化后具有互換性 有良好的尺寸精度 適應(yīng)于流水或非流水作業(yè) 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 可承受有機(jī)溶液的洗滌 可執(zhí)行零散包裝又適應(yīng)編帶包裝 具有電性能以及機(jī)械性能的互換性 耐焊接熱應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定 MOUNT 表面貼裝元件的種類 有源元件 （陶瓷封裝） 無源元件 單片陶瓷電容 鉭電容 厚膜電阻器 薄膜電阻器 軸式電阻器 CLCC （ ceramic leaded chip carrier）陶瓷密封帶引線芯片載體 DIP（ dual inline package） 雙列直插封裝 SOP（ small outline package）小尺寸封裝 QFP(quad flat package) 四面引線扁平封裝 BGA( ball grid array) 球柵陣列 SMC泛指無源表面 安裝元件總稱 SMD泛指有源表 面安裝元件 阻容元件識別方法 1． 元件尺寸