静电威胁无处不在，电子元件的静电防护很重要

 

在SMT加工过程中，静电放电会对电子元器件造成损伤或失效，随着IC集成度的提高和元器件的逐渐缩小，静电的影响也变得愈加严重。

 

据统计，导致电子产品失效的因素中，静电占比8%~33%，而每年因为静电导致的电子产品损失，高达数十亿美元。

 

因此在SMT生产中，实施静电防护措施非常重要，本文将从静电的产生到元件和场景的防护等方面，详细介绍如何做好静电防护措施。

 

静电是如何产生的？

静电放电（Electro-Static Discharge）简称ESD，ESD是一种物理现象，是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移。在电荷转移过程中，存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。

比如冬天在地垫上行走时，会感觉触电感；在冬天接触把手时也会感觉被电到；在穿衣服时听到的噼啪声等等。

这些生活中微不足道的静电现象，却对电子元件和电子线路板有着很大的影响，比如可能会产生静电击穿使元件损坏或失效从而影响电子产品。那么SMT生产中常见的静电有哪些呢？

常见静电产生原理

 

1.摩擦起电
 

当两种不同的材料之间摩擦时，其中一种材料会带上电荷，形成静电。

 

2.感应起电
 

物体在静电场的作用下，发生了电荷上再分布的现象。如当一个带电的物体靠近一个不带电的物体时，两者之间会形成一个电势差，这个电势差会导致电荷在不带电物体上移动，从而在不带电物体上产生静电荷。

 

3.容性起电
 

由于已经具有一定电荷的带电体在与另一个物体靠近、分离时，系统的电容发生改变，带电体上的静电电位将发生变化，形成静电。

 

 

● 日常生活中的静电：

地毯上走动可产生1.5KV～35KV静电；

在乙烯树酯地板上走动时可产生250V～12KV伏静电；

室内屁股在椅子上一蹭就会产生1.8KV以上的静电;

从沙发上起来时，人体静电可高达10KV；

脱化纤衣服时的静电电压可高达数万伏。

电子元件注意防静电

对静电敏感的电子元件一般有防静电标志，生产过程中碰到贴有这些标志的元器件时要特别注意防静电问题。

半导体集成电路在设计上对防静电失效采取了保护措施，能为敏感的元器件提供低于2000V的静电放电设计保护，同时也可以通过电路外围设计增加保护电阻、嵌位二极管使之具更强的抗静电能力。

对静电敏感的电子元件

 

【注】这些数值仅供参考，实际数值可能会因型号、生产过程等不同而有所差异。在使用这些元件时，请务必参考元件的规格书以了解其静电放电敏感性，并在生产过程中采取防静电措施以保护它们免受静电损害。

电子元件的损坏形式

 

1、完全失去功能

1）表现为器件电参数严重恶化， 失去原有功能；

2）约占受静电破坏元件的百分之十。

 

2、间歇性失去功能

1）表现为器件或产品各类电参数仍合格 ，但其使用寿命会大大缩短，可靠性变差，可能会在后续某次损害中彻底失效；

2）约占受静电破坏元件的百分之九十。

常见静电破坏的场景

 

01放置元件

将元件放置在贴片板上时，由于静电场的存在，元件可能会从放置位置滑落或变形，从而导致缺陷或故障。

 

02静电电荷积累

由于SMT设备的金属外壳和接地装置等，会积累静电电荷，如果静电电荷没有及时释放，就会对元件造成损坏。

 

03污染损坏

静电荷可以吸附灰尘、油污等杂质，导致元件或电路板表面污染，从而影响其正常工作。

 

04吸附损坏

在搬运、存储或组装过程中，静电荷可以吸附在元件或其他部件上，导致它们无法正常工作或损坏。

 

 

静电防护的基本原则

静电防护守则

 

1、在静电安全区域使用或安装静电敏感元件。

2、用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板。

3、定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常。

4、确保供应商明白及遵从以上三大原则。

 

静电防护步骤

 

1、避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具放在一起。

2、确保工作区域地面和桌子垫有足够的导电能力，最好使用导电橡胶桌面或用导电胶带粘在桌子四边。

3、经常检查接地系统是否良好，地线缆必须正确连接到汇流排。

4、使用电子工具或仪器时，要确保所使用的工具或仪器符合静电防护要求。

5、限制使用塑料袋及泡沫盒等包装材料，如果必须使用，也要确保包装材料经过导电处理或使用金属材料制作的包装箱。

6、穿防静电服、鞋，使用防静电工具和手套以及防静电手环等。

7、聘请经过静电防护培训的专业人员，确保防静电措施得到正确实施。

8、定期进行静电防护检查和测试，确保防静电措施的有效性。

9、禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站，一旦发现违规情况，应立刻制止并报告上级领导。

10、如果发现静电防护系统存在问题或缺陷，应立刻报告上级领导或静电防护负责人，并及时采取措施进行改进和处理，确保静电防护系统的有效性。

可制造性风险检查

华秋DFM软件是一款可制造性检查的工艺软件，虽然对上文所讲的SMT静电防护没有做对应的检查项，但是可以检查PCB设计的图形，比如检查PCB防静电设计的位置是否存在可制造性风险。

 

 

华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件，拥有300万+元件库，可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能，开发了19大项，52细项检查规则，PCBA组装的分析功能，开发了10大项，234细项检查规则。

基本可涵盖所有可能发生的制造性问题，能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题，且能够满足工程师需要的多种场景，将产品研制的迭代次数降到最低，减少成本。

 

 

 

 

华秋DFM软件下载地址（复制到电脑浏览器打开）：

https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=DFMGZH

 

 

华秋电子是一家致力于以信息化技术改善传统电子产业链服务模式的产业数智化服务平台，目前已全面打通产业上、中、下游，形成了电子产业链闭环生态，致力于为行业带来“高品质，短交期，高性价比”的一站式服务平台，可向广大客户提供媒体社区平台服务、元器件采购服务、PCB制造服务及可靠性制造分析服务、SMT贴片／PCBA加工服务，如有相关业务需求，请扫码填写以下表单，我们将为您对接专属服务。