Resumen de la electricidad estática de protección en la fabricación electrónica
En el proceso de fabricación electrónica, la descarga electrostática a menudo daña los componentes electrónicos, e incluso hace que los componentes electrónicos pierdan su función, lo que resulta en pérdidas causadas por errores. Por lo tanto, la protección electrostática en la industria de fabricación electrónica es muy importante, principalmente para comprender, analizar el principio de generación de electricidad estática y protección electrostática en la fabricación electrónica de productos, y resumir algunas de las fundaciones de tecnología de protección electrostática y las medidas correspondientes en producción.
La electricidad estática es una energía eléctrica invisible e intangible. Permanece en la superficie del objeto. Es el resultado del desequilibrio de cargas positivas y negativas en el rango local. Está formado por la conversión de electrones o iones. El fenómeno electrostático es el proceso de generación y desaparición de carga. Un término general para fenómenos eléctricos producidos en el proceso. Por ejemplo: electrificación por fricción, caminar sobre el cuerpo humano y otros fenómenos.
La tensión electrostática generada en la fabricación de productos electrónicos y en el proceso de transporte, almacenamiento, etc. excede por mucho la tensión de ruptura de los dispositivos MOS, que a menudo causa una falla (daño parcial de los componentes) que los hace fallar o afectar seriamente el producto. Confiabilidad.
Para controlar y eliminar la ESD, algunos países desarrollados han establecido normas o reglamentos nacionales, militares y corporativos. Desde el diseño, fabricación, compra, almacenamiento, inspección, almacenamiento, montaje, puesta en marcha, embalaje y transporte de productos semielaborados y productos terminados, existen las correspondientes normativas sobre la fabricación, el uso y la gestión de equipos de protección estáticos. Estrictos requisitos reglamentarios,
Los dispositivos que son sensibles a las reacciones electrostáticas se llaman componentes electrostáticamente sensibles (SSD). Los componentes sensibles a descargas electrostáticas se refieren principalmente a circuitos integrados a gran escala, especialmente semiconductores de película metalizada (circuitos MOS). Se toman diferentes medidas de protección electrostática para diferentes dispositivos SSD.
Fuente de alimentación estática en la fabricación de productos electrónicos:
(1) La actividad del cuerpo humano, electricidad estática generada por fricción, contacto y separación entre personas y ropa, zapatos, calcetines, etc. es una de las principales fuentes de energía estática en la fabricación de productos electrónicos. La electricidad estática en el cuerpo humano es la causa principal de la ruptura dura (suave) del dispositivo. El voltaje electrostático generado por las actividades humanas es de aproximadamente 0.5-2KV. Además, la humedad del aire tiene una gran influencia en el voltaje electrostático, y se incrementa en un orden de magnitud en un ambiente seco. La Tabla 2 muestra la relación entre la humedad relativa y la actividad del cuerpo humano.
Cuando el cuerpo humano se carga y toca el cable de tierra, se produce un fenómeno de descarga y el cuerpo humano produce diferentes grados de respuesta de descarga eléctrica. El grado de reacción se llama sensibilidad a la descarga eléctrica. La Tabla 3 muestra la sensibilidad al choque del cuerpo humano durante diferentes descargas de voltaje estático.
(2) Cuando la fibra química o el overol de algodón se frotan contra la superficie de trabajo y el asiento, se puede generar un voltaje electrostático de 6000 V o más en la superficie de la prenda, y el cuerpo humano está cargado. Cuando entre en contacto con el dispositivo, causará una descarga y dañará fácilmente el dispositivo.
(3) La resistencia de aislamiento de la suela de goma o plástico es tan alta como 1013 Ω. Cuando se frota contra el suelo, genera electricidad estática y carga el cuerpo humano.
(4) Cuando la resina, la película de pintura y el dispositivo empaquetado de película plástica se transportan en un paquete, la superficie del dispositivo y el material de empaquetado pueden generar una tensión electrostática de varios cientos de voltios para descargar el dispositivo sensible.
(5) Varios empaques, cartuchos y empaques hechos de materiales poliméricos como PP (polipropileno), PE (polietileno), PS (polivinilideno), PVR (poliuretano), PVC, poliéster y resina. Las cajas, los bastidores de PCB, etc. pueden generar una tensión electrostática de 1-3.5 KV debido a la fricción y el impacto, y pueden descargar piezas sensibles.
(6) Superficie de trabajo ordinaria, generada por la fricción para generar electricidad estática.
(7) La resistencia de aislamiento del concreto, el piso pulido encerado, la lámina de goma y otros pisos aislantes es alta, y la carga estática en el cuerpo humano no es fácil de fugar.
(8) Equipos y herramientas electrónicos de producción: los transformadores de alto voltaje y los circuitos de CA / ciegos en equipos tales como soldadores, máquinas de soldadura por ola, hornos de soldadura por reflujo, máquinas de colocación, dispositivos de puesta en marcha e inspección inducen electricidad estática en el equipo. Si el equipo no se ventila adecuadamente, hará que el dispositivo sensible falle durante el proceso de fabricación. El aire caliente que circula en el horno y la fricción del gabinete, y el vapor de CO2 en la caja de enfriamiento del criostato de CO2 pueden generar una gran cantidad de carga estática.
Principio de protección electrostática:
En la fabricación de productos electrónicos, es imposible generar electricidad estática. La generación de electricidad estática no es un peligro, el peligro radica en la acumulación de electricidad estática y la descarga electrostática resultante. El núcleo de la protección electrostática es la "eliminación silenciosa".
Principio de protección electrostática:
(1) Evite que la electricidad estática se acumule en lugares donde pueda generarse electricidad estática. Tome medidas dentro del rango seguro.
(2) Elimine rápidamente la acumulación de electricidad estática existente y libérela inmediatamente.
Método de protección electrostática:
(1) Utilice material antiestático: el metal es un conductor que dañará el dispositivo debido a la gran corriente de fuga del conductor. Además, dado que el material aislante es propenso a la carga triboeléctrica, no se pueden usar materiales metálicos y aislantes como material antiestático. En su lugar, un llamado conductor electrostático que tiene una resistencia superficial de 1 × 10 5 Ω · cm o menos y un sub-conductor electrostático que tiene una resistencia superficial de 1 × 10 5 -1 × 10 8 Ω · cm se usaron como antiestático material. Por ejemplo, un material de protección electrostática de uso común se realiza mezclando negro de humo conductor en caucho, y la resistencia de la superficie se controla para que sea de 1 × 10 6 Ω · cm o menos.
(2) Fuga y conexión a tierra: conecte a tierra la parte donde puede o puede haber ocurrido electricidad estática, y proporcione un canal de descarga electrostática. El método de enterrar el cable de tierra establece una línea de tierra "independiente". Establezca la resistencia entre tierra y tierra <> (Ver GBJl79 o SJ / T10694-1996)
Método de conexión a tierra del material de protección electrostático: conecte el material de protección estático (como tapete de sobremesa, alfombra de piso, muñequera antiestática, etc.) al conductor que conduce al cable de tierra independiente a través de una resistencia de 1MΩ (consulte SJ / T10630-1995) . La resistencia de 1MΩ está conectada en serie para garantizar que la corriente sea <5 ma="" a="" tierra,="" llamada="" tierra=""> La carcasa del dispositivo y la protección electrostática generalmente están conectadas a tierra directamente, llamada tierra dura.
(3) Eliminación de la electricidad estática en el conductor: la electricidad estática en el conductor puede conectarse a tierra para provocar la fuga de electricidad estática a la tierra. El voltaje y el tiempo de liberación del cuerpo de descarga pueden expresarse mediante la siguiente ecuación: UT = U0L1 / RC. En la fórmula, la tensión en el tiempo UT-T (V) U0 es la tensión de arranque (V) R-la resistencia equivalente (Ω) C-capacitancia equivalente del conductor (pf).
Por lo general, se requiere que derrame electricidad estática en 1 segundo. Es decir, el voltaje se reduce a un área segura por debajo de 1OOV en 1 segundo. Esto evitará que la velocidad de fuga sea demasiado rápida y que la corriente de fuga sea demasiado grande para dañar la SSD. Si U0 = 500V, C = 200pf, si desea que el UT alcance 100V en 1 segundo, necesita R = 1.28 × 109Ω. Por lo tanto, el sistema de protección ESD generalmente usa una resistencia limitadora de corriente de 1MΩ para limitar la corriente de purga a menos de 5 mA. Esto está diseñado para seguridad operacional. Si el operador está en el sistema de protección ESD, tocar accidentalmente el voltaje industrial de 220V no representará un peligro.
(4) Eliminación de electricidad estática con no conductores: para la electricidad estática en los aisladores, dado que las cargas eléctricas no pueden fluir en el aislador, la electricidad estática no puede eliminarse mediante conexión a tierra. Se pueden tomar las siguientes medidas:
(a) Usar un ventilador iónico de iones para generar iones positivos y negativos, que pueden neutralizar la electricidad estática de la fuente de energía estática. Se puede colocar cerca del espacio y del cabezal de colocación de la máquina de colocación.
(b) Uso de un eliminador estático: un eliminador estático es un surfactante. El agente de eliminación estático se puede utilizar para lavar la superficie del instrumento y el objeto, y la electricidad estática en la superficie del objeto se puede eliminar rápidamente.
(c) Controlar la humedad del ambiente: aumentar la humedad puede aumentar la conductividad de la superficie del material no conductor, lo que dificulta la acumulación de electricidad estática en la superficie del objeto. Por ejemplo, en un ambiente seco en el norte, se pueden tomar medidas de humidificación y ventilación.
(d) Apantallamiento electrostático: use un blindaje (jaula) para los equipos que son propensos a la electricidad estática y conecte a tierra efectivamente el blindaje (jaula).
(5) Método de control del proceso: para generar la electricidad estática lo menos posible en la fabricación de productos electrónicos, controle la acumulación de carga estática, elimine rápidamente la acumulación de electricidad estática existente, y lance inmediatamente, del diseño de la planta, instalación del equipo , operación, sistema de gestión, etc. tomar medidas efectivas.
Equipo de protección electrostática:
(1) El sistema antiestático del cuerpo humano incluye muñequeras antiestáticas, monos, gorras, guantes, zapatos, calcetines, etc.
(2) El piso antiestático incluye piso de terrazo antiestático, piso de goma antiestático, piso de plástico antiestático de PVC, alfombra antiestática, piso antiestático.
(3) Serie de operación antiestática: incluye antiestático: I: para tapetes de mesa, bolsas antiestáticas, carros de logística antiestáticos, soldadores antiestáticos y herramientas.