实装防静电培训教材

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1、实装防静电培训教材每个从地毯走过再接触门把的人都会感触到静电效应。这种从门把手传到人体的冲击电压，有时会高达5000伏。它是以熔化许多集成电路芯片中的导电通路。静电放电可以以多种方式轻易的破坏敏感的电子器件。静电影响到生产进度和产品质量，从而降低效益，从部件到成品生产过程中由静电污染物或产品处理过程所造成损坏的可能性总是存在。这些问题所引起的成本提高，随着产品在通过其制造流程中的推移而增加。在生产线上，没有测试出来的部件故障，可能会导致对可靠性要求甚高的应用系统全面瘫痪。虽然我们不能完全消除静电荷，但我们可以控制它。教材的目的就是要解释如何实现这种控制。第一节静电

2、的产生静电并不是静止的电荷，自然规律总是试图将正电荷和负电荷保持平衡。理想的物体是应保持不带电的中性状态。所带的正电子和负电子数目相等，当物体表面的分子带有电荷或被极化时，带电现象就产生了，电荷可同其带电表面带有多余电子或缺乏电子而呈负极性或正极性。根据材料允许电荷在其中运动的能力，通常可分为导体或静电耗散材料。相反非导体或绝缘体不允许电荷运动。天然水和大部分金属都是很好的导体，而塑料、石英和玻璃都是非导体。任何一种材料都可能带静电，而产生静电最普通的方式就是感应和摩擦起电。一、感应起电在实装车间里，有很多带电操作过程，这难免在其周围产生强电场，当一块印制板置于电

3、场时，板子上的某中性导体就会在电场力的作用下，电子定向移动。若是在正电荷形成的电场中，靠近正电荷方向感应出负电荷，而另一端则是感应出正电荷，这时若将该导体移出外电场并将它们分成两部分。则一部分会因缺少电子而感应出正电荷，相反另一部分则为感应出负电荷，过程表示如图1所示：图1正负荷示意图当然，我们也可以将上述已置于外电场的导体一端接地。接地端电荷会被大地中和，然后接地线断开，再去掉外电场，这时孤立导体带上了电荷（这电荷极性与外电场极性相反）。如图2所示：图2电荷极性与原外电场极性二、摩擦生电摩擦是产生静电的主要方法。当两场PCB紧密接触，然后再分开时，一块板的表面就

4、会失去电子而带正电荷数目保持相等，甚至差值可能为零。在两块板分离之后，各自表面将保持其正电荷或负电荷，除非该物体表面是导体并将其接地。任何一种材料——固体、气体或液体，不管它是导体还是绝缘体，我们都可将其摩擦带电，带电量的大小和极性，取决于这两种材料本身的特性和其它因素的影响。这些因素包括物体表面条件，受摩擦或分离的面积，分离或摩擦时的表面之间的压力和速度。通常，光滑的表面可产生较多的电荷，较大的表面面积和增加摩擦速度或加大表面间压力都会产生较多的电荷。按材料受摩擦后产生正电荷或负电荷的可能性，可将其排序如表1所示。如果将表所列的两种材料互相摩擦，靠表中上端的材料

5、将带正电荷，而靠表中下端的材料将带负电荷。材料的绝缘性越好越容易使其摩擦生电。有机玻璃和特氟龙这样的非导体很容易带电。它们能产生大量的静电荷，有时甚至高达25000伏。一块绝缘体也可与导体靠接触分离而摩擦生电，甚至导体接地时，也可以摩擦生电。如果将导体与地绝缘，它与绝缘体分离之后就会带电。在我们的实装车间，由于PCB板都是采用聚酯材料制成，而IC的外形封装也都是采用塑料，当两块板或很多板叠放在一起，再分开时静电就产生了。第一节静电的危害每件东西和物体，包括人的走动，机械部件的运动，还有液体的流动，用手去触摸东西都可能产生静电荷。当一个静电荷聚集在一个敏感产品上，工

6、作表面时，设备上或附于人体时它会产生极大的破坏性。产品可能遭受损坏，工序可能因此降低，可能列出一长串其它坏结果。有时谜团似的问题都可能发生。一、静电放电（ESD）：当某些电解质、导体带上静电荷后，尽管所带的电荷量不多，但由于自身对大地分布电容非常小，使得静电电位较高。当垂直于带电物体表面的静电电位高于2500伏时，可向空气中放电。对于人体静电放电，通过实验测得最小放电能量也可以达到3.12×10-4焦耳.瞬间的放电电流可以达到1安培以上.这样高的电流足以造成仅能通过微安电流的某些CM03器件芯片电路(直径仅几微米)的损坏,较高能量的静电放电可产生频带几百千赫兹～几

7、十兆赫兹;电平高达毫伏的干扰场强.像本公司的这种大规模生产、包装和测试过程中，静电放电时对电子装置造成的危害是无须置疑的。随着对器件的容限要求的提高，电路尺寸已不断的减小，但这也使器件对静电放电危害的承受力将下降。特别人为越来越低的工作电压所设计的电路中，微小的电荷就能导致器件损坏。二、静电对电子元器件的危害：静电的作用同样表现在对细微尘粒的吸附作用。静电引力对微小尘粒的影响是很强的，一旦这些细微颗粒被吸到带电表面，就很难使其脱离。而现代大规模集成电路（LST）生产中，芯片的集成电路线宽已达到0.1～1微米，而一颗直径几微米尘粒吸附在芯片上，即可造成十几根芯片之间

8、的绝缘强度