电子封装净化间的静电防护及监控（一）

2018-11-27 09:57:53

1719 ESD

　　摘要：随着电子产品集成度越来越高，器件对静电也越来越敏感，容易受静电放电导致损伤或损坏.文章介绍了静电的产生机理，阐述在生产制造过程中静电产生的以及危害.介绍了净化间内部抑制静电产生的三大措施：防止静电荷积聚，建立安全的静电泄放通路，以及采取静电监控设备进行静电监控.提出采用镀锡铜排环绕厂房内部的形式来消除静电防护死角，并重点描述了防静电门禁系统和静电在线监控系统的工作原理及功能实现，结合电子封装厂房结构特点，首次提出防静电门禁系统与风淋门联动控制，有效控制封装厂房的静电.
　　1 引言
　　随着科学技术的飞速发展，电子产品集成化迅速提高，小型化.多功能器件大量生产和广泛应用，器件内部绝缘层越来越薄，其互连线与间距越来越小，击穿电压越来越低，这些器件对静电极为敏感，通常被称为静电敏感器件（SSD），易受到静电放电（ESD）而损伤乃至损坏.美国专家统计，电子工业部门每年因静电危害损坏造成的损失高达百亿美元.
　　电子封装净化间内承担着电子产品装配任务，需要进行元器件插装.焊接.组装.调试.测试.储存等工序，在整个装配过程中，由于接触分离.磨擦等作用，使厂房内部组成元素如人（人员）.机（设备）.料（材料.器件）等产生静电，很容易对产品造成静电危害.因此必须重视静电的影响，采取有效的静电防护措施，降低静电危害，提高产品的装配成品率，降低成本.
　　2 静电的产生与危害
　　两种不同的材料相接触，当它们之间的距离小于25×10 -8 cm时，由于隧道效应，两种材料内的电子穿过界面而相互交换.当达到平衡时，材料之间产生一定的电位差，界面两侧出现了等量异号电荷，如图1所示.若把接触后的两种材料分开，两种材料将分别带等量异号的静电荷，这就是静电产生的基本原理.

　　从静电产生的基本原理可以看出，静电的产生主要有以下三种方式：摩擦起电.接触带电.感应带电.在产品生产制造的整个环节中，很多工序都可能产生静电，某电子部件的制造流程如图2所示.

　　在这些工序中都可能使操作人员.工具.工作台面.元器件及包装等产生静电，静电源与其他物体接触时，依据电荷中和的原则，存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压.在高速电量的传送过程中，将产生潜在的破坏电压.电流以及电磁场，形成静电放电，可随时对产品造成静电危害.
　　电子产品生产中几项常见动作所产生的静电如表1所示

　　静电的危害具有隐蔽性.潜在性.随机性.复杂性等特点，一般的静电放电人体并未感知，而元器件却在不知不觉中受到损伤；一些元器件受静电放电损伤后，仅表现出某些性能参数下降，但尚未失效，在继续使用的情况下可能导致失效；电子元器件的静电放电损伤可能在产品从加工到制造到使用维护的任一环节.任一步骤.与任何有关带电人体（或物体）接触时发生，具有很大的随机性；有些静电损伤也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效，从而做出错误判断.
　　对于电子产品装配来说，静电的危害严重影响到产品的质量.成品率和可靠性，必须对用于电子产品装配的净化间进行系统防静电措施，将生产过程中的静电危害程度降至最低.