SMT课堂 | SMT贴片组装过程中的静电防护

如今，随着电子产品在人们的生产生活中得到了广泛应用，源于ESD（静电放电）的损害和破坏的机会也大幅度提升。一方面，电子产品优化了人们的生活，给我们带来充分的便利，但同时，电子产品始终处于ESD损害的危险之中。ESD的产生是一个自然过程，所以，静电在电子领域的产生是不断、反复的，如果在组装过程中忽略静电防护，或者采取不当的静电防护措施，那么势必会大幅度降低电子产品可靠性。

什么是静电？

静电是发生在材料内部或表面的一种现象，是两种材料中电荷不平衡造成的。一旦同一区域内发生电子不平衡，就会产生电场，电场会影响到其它物体，这就是静电放电产生的基础。当物体彼此靠近时，电子跳跃的几率会变得很高，因为吸引电子的能力因原子而不同。如果一种物质的原子具有吸引其他物质的电子的更大的能量，电荷就会发生迁移。

静电是一种常见的物理现象，一般而言，在没有与电路接触时，不具有伤害性，但是随着IC（集成电路）、高分子材料普遍使用，静电一旦有机会接触电路，就会产生电流，就会带来一定的危害性。

静电的危害有哪些？

静电最常见的表现方式有静电吸附和静电放电。静电吸附指的是电子产品在静电的作用下吸附一些微小物品在电子产品表面，除了对产品阻抗造成骚扰外，还会削弱电子元件的功能，降低产品的使用寿命。静电放电在电子应用领域中可能造成严重的影响，尤其是一些静电敏感元器件无法经受静电放电，最终降低电子产品的使用寿命，甚至会给电子产品造成无法挽回的结果。

而在微电子元件的制作过程中，本来线路就比较细，一旦静电产生，电磁干扰的影响会变大，对半成品电路必定会造成一定损坏。

静电是如何产生的？

既然静电能够造成这么大的伤害，那么它是如何产生的呢？其实，静电主要有三个产生来源：摩擦，感应和人体自带。接下来，我们就逐一分析这三个来源。只有清楚掌握了静电的来源，我们才能够总结出最有效的静电防护措施。

  • 摩擦生静电

    对于静电的这一来源，我们应该不难理解，毕竟，日常生活中太多这样的例子了，梳头时梳子和头发之间的摩擦容易产生静电；气球在小孩子头发上来回摩擦也会产生静电，等等。正如我们在上文阐述的，静电作为一种电能，属于物理现象，是物体表面正负电荷在一定范围内失去平衡的结果。当两个物体相互摩擦时，一个物体上的电荷会随着摩擦转移到对象物体上，这样一来，失去电子的物体带上了正电荷，得到电子的物体却带上负电荷，静电便产生了。对于电子元器件来说，运输过程中的摩擦就是一种潜在的威胁，摩擦一旦产生，电子元器件就会受到静电的干扰，甚至会损坏，被静电破坏的电子元器件再贴装到电路板上，电路相应的功能便不能实现，电子产品的可靠性便会大幅度下降。

  • 感应生静电

    感应生电的现象在静电场中很常见。当物体本身带有静电，周围又有导体，此时在静电场的作用下，导体就会产生两极化。这样，感应电荷便会产生，而且大小相同，电荷值相等，但极性相反，两极化的电解质还有可能成为新的电场源产生的静电。

  • 人体生静电

    人体可以看做是一种主要的静电来源，这在电子组装过程中尤其。在SMT贴片组装过程中，人体静电主要来源于人的行动造成的摩擦，比如衣服、鞋子等和周围物体的摩擦。除此之外，物体因剥离、断裂、高速运动和温度等条件的影响也会生成静电。

SMT贴片组装过程中的静电防护措施

电子组装过程中，完全避免静电是不可能的。组装只是所有电子生产过程中的一个环节，产品和元器件的运输、存储、包装等过程中都有可能有静电产生。静电防护措施应该在SMT组装过程中的各个环节施行。

  • 导体与绝缘体的静电防护措施

    导体的静电防护关键在于设置静电泄放通道，如设备、仪表外壳等，这有利于电体上聚集的静电荷顺利泄出，导入大地。绝缘体的静电防护措施与导体不同。由于绝缘体中的电荷不能够随意流动，所以导体中应用的接地泄放静电的方法并不适用于绝缘体。绝缘体的静电防护主要依靠电荷中和。静电中和可以依靠离子电风扇，离子电风扇产生正、负离子，可以对静电进行中和。

  • 静电防护器材的应用

    目前，SMT组装过程中使用的静电器材包括人体静电防护系统和防静电操作系统等。静电防护器材能够有效减少静电，泄漏对外电场的静电。而且，静电防护器材还具有一定的电阻性，有效限制静电泄放速度，有效防止泄放电流过大。

  • 加入防护性电路

    增加防护性电路有利于静电防护，但是，防护性电路会使电子产品体积增大，不适用于微小、高密度的电路，因此，增加防护性电路进行静电防护的方法只适应于一般情况，对体积要求不大的电子产品。

  • 操作人员静电防护意识的培养

    生产车间负责人需要对组装人员进行静电防护知识的普及教育，使其深刻了解静电对电子生产的危害，提高他们静电防护意识，有效避免静电对电子组装产品的破坏。并且，对操作人员的行为要进行严格规范，进入生产车间之前必须释放静电，凡是进入工作区域的工作人员必须正确穿上防静电服和防静电鞋，不允许在静电敏感范围内随意脱衣服。当接触具有防静电要求的电子组装产品时，必须佩戴防静电手环。静电防护培训要定期进行，不断提高员工对于静电防护的综合素质。

  • 调节空气湿度有效静电防护

    提高空气湿度有利于增加导体材料导通率，空气导电性能也会随着增强，这样，即使是绝缘体，表面上聚集的静电荷可以更快地泄漏。总结下来就是，空气湿度越大，越有利于进行静电防护。