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SMT組裝過(guò)程中ESD控制及可靠性改善
來(lái)源: | 作者:技術(shù)中心 | 發(fā)布時(shí)間: 2022-09-05 | 923 次瀏覽 | 分享到:

SMT組裝過(guò)程中ESD控制及可靠性改善


隨著時(shí)代的進(jìn)步，集成電路趨向于大規(guī)模生產(chǎn)高度集成微型化的電子元器件。提及SMT（表面貼裝技術(shù)）組裝，元器件要經(jīng)過(guò)一系列的加工，包括預(yù)處理、貼裝、焊接、測(cè)試和封裝。在整個(gè)過(guò)程中，ESD（靜電放電）的發(fā)生可能會(huì)造成不同程度的損壞，降低SMT組裝的性能。然而，在焊接過(guò)程中，組件內(nèi)部的濕氣可能會(huì)帶來(lái)蒸汽和壓力，導(dǎo)致組件內(nèi)部出現(xiàn)裂紋并可能擴(kuò)散。最終可能導(dǎo)致短路，降低產(chǎn)品的可靠性。因此，ESD對(duì)焊點(diǎn)造成的損害非常嚴(yán)重，必須引起足夠的重視。



 ESD的產(chǎn)生源 

靜電主要來(lái)源于三個(gè)來(lái)源：摩擦、感應(yīng)和人體。


1. 物體摩擦
靜電作為電能的一種，通常停留在物體表面，其產(chǎn)生源于部分范圍內(nèi)正負(fù)電荷的不平衡。一般來(lái)說(shuō)，靜電是通過(guò)電子和離子的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的。當(dāng)兩個(gè)絕緣物體之間發(fā)生摩擦?xí)r，一個(gè)物體表面的電能將轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體表面，然后帶負(fù)電荷。摩擦產(chǎn)生的 ESD 主要與物體表面清潔度、尺寸和環(huán)境有關(guān)。


2. 感應(yīng)靜電放電
能引起感應(yīng)的物體是靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)。當(dāng)帶電物體周圍有導(dǎo)體時(shí)，由于靜電場(chǎng)的作用，導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生極化。因此，感應(yīng)電荷會(huì)以相反的極化和等效值出現(xiàn)，這將增加 ESD 的可能性。

3. 人體靜電放電
在SMT組裝的整個(gè)過(guò)程中，人體被認(rèn)為是ESD的主要來(lái)源。當(dāng)人類移動(dòng)時(shí)，鞋子或衣服引起的摩擦?xí)?dǎo)致帶電物體。此外，溫度、高速運(yùn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致ESD。

事實(shí)上，靜電在人們的日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到，但它的危害很小。但電子產(chǎn)品上受ESD影響尤為明顯，常見的ESD敏感元器件有電阻器、電容器、MOS管、IC、LED等，受ESD影響會(huì)導(dǎo)致不同程度的損壞。因此，在SMT組裝過(guò)程中提出ESD保護(hù)方案具有十分重要的意義。


 ESD對(duì)焊點(diǎn)的損壞 

焊點(diǎn)在電子產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，在電路運(yùn)行過(guò)程中它們承擔(dān)著連接的責(zé)任。目前，隨著焊點(diǎn)數(shù)量的大幅增加，電路變得越來(lái)越高密度。如果單個(gè)焊點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)電路系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障。焊點(diǎn)缺陷主要來(lái)源于SMT組裝過(guò)程中發(fā)生的缺陷。一旦環(huán)境溫度波動(dòng)或整個(gè)電路的電流變得不穩(wěn)定，元件就會(huì)變得過(guò)熱，熱疲勞會(huì)進(jìn)一步降低電子產(chǎn)品的性能。此外，當(dāng)焊點(diǎn)周圍的溫度發(fā)生變化時(shí)，焊點(diǎn)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。


焊點(diǎn)的另一個(gè)缺陷是空洞。空洞是指焊點(diǎn)內(nèi)的一些微小氣泡，它源于復(fù)合膨脹或焊膏中的空氣殘留物。雖然可以通過(guò)目視檢查來(lái)找出焊點(diǎn)的一些外部空腔，但在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的空腔將成為一個(gè)巨大的威脅，很難將它們暴露出來(lái)。然而，空洞是由于一系列自然過(guò)程而形成的，這意味著它們是不可避免的。一方面，空洞可以阻止裂縫的形成或改變裂縫的擴(kuò)展路線，另一方面，空洞會(huì)減少最終產(chǎn)品的質(zhì)保期。


 減少焊點(diǎn)負(fù)面影響的措施 

ESD保護(hù)是SMT組裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題之一。操作人員必須具備足夠的 ESD 防護(hù)知識(shí)，充分了解 ESD 防護(hù)的目的和具體措施。此外，所有操作人員都必須接受培訓(xùn)，具備專業(yè)知識(shí)并保持對(duì)ESD保護(hù)的高度認(rèn)識(shí)。


1. ESD 保護(hù)措施#1：導(dǎo)體和絕緣體

如果導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電，應(yīng)及時(shí)通過(guò)一些設(shè)備、裝置等幾個(gè)渠道進(jìn)行泄漏。靜電泄漏的通道可以是與導(dǎo)體的接地，從而可以從導(dǎo)體中釋放靜電荷。防靜電線可用于 ESD 保護(hù)，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，將電源接地線和防靜電接地線分開。由于電荷無(wú)法在絕緣體中移動(dòng)，因此導(dǎo)體的 ESD 保護(hù)措施不適用于絕緣體。


因此，電荷中和通常用于絕緣體的 ESD 保護(hù)。離子風(fēng)機(jī)用于產(chǎn)生正負(fù)離子，從而中和靜電荷。在同一環(huán)境下，較低的環(huán)境溫度會(huì)導(dǎo)致濕度的提高，這也會(huì)影響導(dǎo)體的電導(dǎo)率。當(dāng)電導(dǎo)率不斷上升，濕度也上升時(shí)，最好在這種環(huán)境下進(jìn)行ESD防護(hù)。因此，作為危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的 ESD 保護(hù)措施，它是改善濕度和降低溫度的最佳解決方案。


2. ESD 保護(hù)措施#2：ESD 保護(hù)裝置

為了在很大程度上阻止靜電的產(chǎn)生并釋放現(xiàn)有的靜電，ESD保護(hù)器件應(yīng)具有足夠的導(dǎo)電性，并能夠控制ESD泄漏的速度，以避免靜電泄漏過(guò)多。


3. ESD 保護(hù)措施#3：保護(hù)電路

在ESD保護(hù)措施中增加保護(hù)電路是很正常的。但是，在小型化和高密度電路中不接受保護(hù)電路。ESD 保護(hù)措施而言，在做出決定時(shí)必須考慮許多因素，以便應(yīng)用最佳的 ESD 保護(hù)措施。



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臺(tái)墊和桌面清潔劑1733-QT/G：墊子和其他工作表面會(huì)收集絕緣助焊劑、污垢和灰塵。Techspray 提供墊子和桌面清潔劑，它可以去除 ESD 安全墊子上的結(jié)塊助焊劑和其他污染物，并添加一些處理來(lái)使耗散表面恢復(fù)狀態(tài)。它確保表面保持潔凈，產(chǎn)品不含有刺激性溶劑（即 IPA）或又絕緣蠟等殘留物。


LicronTM水晶防靜電涂層1756-G：多用途的、水晶狀清澈聚氨酯型涂層在金屬、塑料和絕大多數(shù)材料表面具有良好的黏結(jié)性能。特別適用于標(biāo)準(zhǔn)大型容器、箱子、工具及其表面的防靜電處理，幫助節(jié)約昂貴的材料更換成本，防止靜電對(duì)敏感電子器件的損害。其防靜電效果符合ANSI/ESDS20.20。



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