lin第11章电子组装技术电子装配的静电防护

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1、第11章电子装配的静电防护静电是一种物理现象,当高输入内阻的元器件带有静电时就可能产生很高的电压,使元器件损坏，电子装配时,防静电是一项很重要的工作。4.2.1静电产生的因素1．静电产生的因素不同的物体相互接触时，一个物体失去一些电子而带正电，电子转移到另外一个物体上并使其带负电。若在物体分离的过程中电荷难以中和，积累在物体上的电荷就形成了静电。2．电子产品制造中的静电源（1）人体的活动产生的静电电压约0.5~2kV,人体带电后触摸到地线，会产生放电现象.（2）化纤或棉制工作服与工作台面、座椅摩擦时，可在服装表面产生6000V以上的静电电压，并使人体带电。（3）橡胶或塑料鞋底

2、的绝缘电阻高达1013Ω，当与地面摩擦时产生静电，并使人体带电。（4）树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放入包装中运输时，器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压，对敏感器件放电。（5）用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1~3.5kV静电电压，对敏感器件放电。（6）普通工作台面，受到摩擦产生静电。（7）混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高，人体上的静电荷不易泄漏。（8）电子生产设备和工具方面，例如电烙铁、波峰焊机、回流焊炉、贴装机

3、、调试和检测等设备内的高压变压器、交／直流电路都会在设备上感应出静电。烘箱内热空气循环流动与箱体摩擦、CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。静电的利用和危害随着科技发展，静电现象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效应用，其中最典型的就是大家都熟悉的复印机和激光打印机都是利用静电原理制造的。但在另一方面，静电的产生在许多领域会带来重大危害和损失。例如在第一个阿波罗载人宇宙飞船中，由于静电放电（ESD）导致爆炸，使三名宇航员丧生；在火药制造过程中由于静电放电，造成爆炸伤亡的事故时有发生。在电子工业中，随着电路的集成度越来越高，集成电路的内

4、绝缘层越来越薄，互连导线宽度与间距越来越小，例如CMOS器件绝缘层的典型厚度约为0．1μm，其相应耐击穿电压在80-100V；VMOS器件的绝缘层更薄，击穿电压在30V。而在电子产品制造中以及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过MOS器件的击穿电压，往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)现象，使其失效或严重影响产品的可靠性。为了控制和消除ESD，美国、西欧和日本等发达国家均制定了国家、军用和企业标准或规定。从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、检验、仓储、装配、调试、半成品与成品的包装、运输等均有相应规定，对静电防护器材的制造使用和管理也有较严格的规章制度要求

5、。我国也参照国际标准制定了军用和企业标准。例如有航天部、机电部、石油部等标准。电子制造业中静电危害的具体表现：①静电库仑力在电子元器件制造过程中造成的的危害：静电力吸附粉尘、污物到元器件上，增大泄漏或造成短路，使性能受损，成品率大大下降。这种情形多发生在外延、氧化、腐蚀、清洗、光刻、点焊和封装等工艺过程中。如半导体的光刻对尘埃特别敏感，在曝光工序时，无论是在晶片上还是在防护罩上的任何级别的尘埃都能引起管芯图形的失效。②外延生产工序中，晶片表面沾染尘埃，其后果可能是工序生长率的偏离、不完美，晶粒的生长或晶体结构错位。③MOS和EPROM器件栅极氧化工序中，由于尘埃的沾染使

6、器件的成品率和可靠性大受影响。氧化层是一种由硅和氧原子的无规则网结成的玻璃多晶体形状，任何尘埃的污染可能破坏这无规则结构，或破裂栅极氧化层，使其器件因ESD失效更敏感。电子装配的静电防护1．静电防护原理（1）对可能产生静电的地方要防止静电积累，采取措施使之控制在安全范围内（2）对已经存在的静电积累应迅速消除掉，即时释放。2．静电防护方法(1)使用防静电材料。采用表面电阻l×105Ω·cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1×105Ω·cm～1×108Ω·cm的静电亚导体作为防静电材料。例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电炭黑来实现的，将表面电阻控制在1×106Ω·cm以下。(

7、2)泄漏与接地。对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用埋地线的方法建立“独立”地线，要求地线与大地之间的电阻＜10Ω。（3）非导体带静电的消除：用离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。用静电消除剂擦洗仪器和物体表面，消除物体表面的静电。控制环境湿度提高非导体材料的表面电导率，使物体表面不易积聚静电。采用静电屏蔽罩，并将屏蔽罩有效接地。静电防护要求进入防静电区域必须按规定穿好防静电工作服和防静电鞋。接触静电敏感元器件前必须按规定戴好接地腕带或接地脚带，并通过了相