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在SMT生产中,靜電的影響威力有時足可以用肉眼看到的,如:雷暴中的閃電.但在微觀狀況下,靜電事件每天者在發生,如:毛衣起電發聲,對毛衣有吸引,電視及電腦螢幕的積灰,還有一些靜電小意外,如在冬季觸用你的寵物毛皮﹑金屬門手把﹑塑膠袋等時會感到輕微電擊(麻感).
當物體之間發生接觸或分離時,在物體表面處的原子中的自由電子將被重新分配,這個過程導致人們所稱的磨擦電(TRIBOELETRIC)產生.電荷分配不均的後果將是人們所說的靜電釋放.(Electrostatic Charge – ESD ) . 物體表面的靜電釋放都歸結於它有多餘或不足的自由電子造成(分別帶負/正電荷).
我們之所稱之為靜電(Static Electricity)是因為物體將保持它所帶的電荷,直至受到外界影響(使之有機會釋放﹑中和或重新分配).在分離與磨擦中產生的靜電總量與接觸的寬度﹑材料的復雜度﹑質地的濕度都相關.靜電電壓累積至30000伏特已不算稀奇,如走過地板即可產生. 靜電電壓累積雖然只有10伏特依然能破壞一類ESD敏感設備.
盡管我們經常看到靜電的現象並且能感知到它的存在,但靜電本質上是不可見的.靜電的引起是由於物體的表面是一個打破自然穩定常態的不平衡狀態.物體表面存在有不平衡的電體,就是講可能不管在何時,電體均會恢復平衡,這是一個快速移動,快速結合同時進行靜電釋放的過程.如果這種釋放發生在3000V以上,我們可能會感覺到.靜電釋放雖然低於人的感覺範圍這一水平,但對電子零件和電晶體依然是致命的.高於6000V快速的靜電釋放是可見的.
一般有這樣的誤解認為導電性材料是不會產生電荷.這是因為電荷從導電性材料的接地端徹底快速的流走.沒有接地的導體是可以聚集和存儲電荷的.
材料被區分為抗靜電材料是以材料抑制摩擦起電而產生電荷的程度來分類的.抗靜電材料是可以傳導(&1t10E5 歐姆/一單元),消散(10E5-10E11歐姆/一單元),絕緣 (>10E12 歐姆/一單元) .導體或抗靜電絕緣材料才可以用在防止ESD領域.
絕緣材料很難去理解存在電荷的聚集和存儲. 絕緣材料在物體間不能進行電荷的移動和擴散.對於絕緣體接地也不是一種有效中和的方式.絕緣
體的靜態區域也不是永久的,它將要最終進行與自由離子的逐步再結合.
在空氣中會很自然的發生自由離子聚集成為微粒,他們也許來自于原子,分子,或分子組,就象水滴一樣.如果自由離子接觸一相反極性的電荷,它將被吸引並且恢復平衡.一個電荷體是圍繞在靜電區域,這個區域也能通過電荷感應來影響周圍的區域.電荷感應使靜電區域不經過接觸來改變其他物體,就象長了一雙能走很遠的腳.
1. 靜電狀態和產品品質
在影片材料或塑膠的生產中,靜電狀態使材料間互相依附而引起品質問題品質下降.在清潔的房間裏,充電材料能吸附灰塵,阻止灰塵粒子的循環加強了過瀘系統的性能.
很多可見的品質下降的問題都是由靜電引起的.零件微小的痕跡和交替的層結構也許是絕緣體,導體,半導體.通過追蹤元件可發現ESD危害直接針對於零件結構.
不幸的是,對其他工業的影響比及對電子零件的ESD危害不是那麽明顯.那是因為靜電危害是不可見的而且是潛在的,並且這些不能被電子設備的功能測試所發現. ESD危害會引起初始失敗和不穩定的狀態.估計每年關於對於電子設備運行的危害的損失最高達到50億.
ESD危害不僅僅是指對元件的危害,而且包括勞動的損失和維修區運載的花費,另外的損失是推遲的訂單引起客戶的不滿.
一些公司有ESD控制工具程式來降低品質不良.所以有適當的控制程式可降低成本,這些對于節約成本是有效的.ISO9000也証明需要有適當的流程來控制ESD.
2. ESD 保護
控制ESD保護方法 *電荷防止 *接地 *靜電遮罩 *中和 *教育
1.電荷防止
通過降低電荷聚集材料表面電荷來防止電荷是一精明之舉.防止電荷聚集是一個對ESD控制流程來說是一個重要的部分,我們可以用一些抗靜電材料防止電荷聚集以消除多餘的電荷運動來建立平衡狀態.抗靜電材料是
一種可聚集最少電荷的材料,當有摩擦和分離時,最多可產生200伏特的電壓. 抗靜電材料也許是一種具有低電荷聚集能力的天然材料,或是由抗靜電代理商生產的材料.
2.接地
接地也就是連接,一個簡單的理解是將所有導體連在一起(在同一點),所以電荷將會有一流向,導致導體在同一點上,並且最終保持在同一水平面上.就象水能保持平面一樣.每一點必須是人體接地,這一點是我們比較容易做到的.
3.靜電屏蔽
靜電屏蔽是阻止靜電敏感設備从外部電区域或接触一个電荷体從而進行電荷的傳輸与存儲.金屬保護袋用来保護静電敏感性元件.
1. 中和
絕緣體是以一些其他方式被中和,所以絕緣體是不能導電的,接地时没有任何現象。普通的方法是通過電離中和絕緣體.電荷材料將會吸引相反極性的離子並快速變為中性.
2. 教育
教育對于一個成功的ESD製程系統來說是必要的.ESD的防止需要每個人在敏感性元件投入直至完成的每一时刻去理解和約束。每个人必須理解ESD的危害，知道要阻止ESD失敗就要注重每一个个别的細節.
防止好静电，就避免了产品因为静电而产生的缺陷，提高了品质，这是每个工厂必须要做好的事情。
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