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1、表面贴装工程表面贴装工程-关于关于EsdEsd的的介绍介绍目目 录录SMA SMA I IntroducentroduceSMT历史印刷制程贴装制程焊接制程检测制程质量控制ESDESDESD简介简介静电就是静止的电荷静电就是静止的电荷离子的形成离子的形成Whats ESDWhats ESD？怎样能产生静电？怎样能产生静电？静电的物理现象：静电的物理现象：对静电敏感的电子元件对静电敏感的电子元件导电性物体的静电消除方法：导电性物体的静电消除方法： 电子零件的传送过程电子零件的传送过程SMA SMA I IntroducentroduceESDESD在科技时代需要小体积，多功能，快速度的电路以成为
2、现代电在科技时代需要小体积，多功能，快速度的电路以成为现代电 子工业的基本要求。子工业的基本要求。这种元件的特性：线路面积小，线路间距短，所以能缩短路径，这种元件的特性：线路面积小，线路间距短，所以能缩短路径， 速度快，体积小，但同时也因为线路间距小，耐压降低，线路面积速度快，体积小，但同时也因为线路间距小，耐压降低，线路面积 减小耐流容量减小。减小耐流容量减小。静电放电的能量，在传统器件中的影响甚微，我们不意察觉但静电放电的能量，在传统器件中的影响甚微，我们不意察觉但 在高密度的元件中，静电电场及静电电流却成为致命的杀手。在高密度的元件中，静电电场及静电电流却成为致命的杀手。ESDESD简介
3、简介SMA SMA I IntroducentroduceESDESD静电就是静止的电荷静电就是静止的电荷任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。质子与中子因质量较高，紧密结合在一起称为原子核。电子因质量甚子。质子与中子因质量较高，紧密结合在一起称为原子核。电子因质量甚小，环绕于原子核外。小，环绕于原子核外。依其电气特性，将质子定义为正电，中子因不具电气特性，称不带电依其电气特性，将质子定义为正电，中子因不具电气特性，称不带电, , 电子的电气特性与质子相反电子的电气特性与质子相反, ,为带负电。在正常情况下，
4、一个原子的质子数为带负电。在正常情况下，一个原子的质子数 与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现为中性不带电。与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现为中性不带电。原子结构SMA SMA I IntroducentroduceESDESD因电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子因电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子A A，而而 投入其它的原子投入其它的原子B B，A A原子因缺少电子而带有正电现象，称为阳离子，原子因缺少电子而带有正电现象，称为阳离子，B B原子原子 因有多余电子而呈带负电现象，称为阴离子因有多余电子而呈带负电现象，称为阴离子 造成不平衡电子
5、分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种 能源（如动能、位能、热能、化学能能源（如动能、位能、热能、化学能等），任何两个不同材质的物体接等），任何两个不同材质的物体接 触后再分离，即可产生静电。触后再分离，即可产生静电。离子的形成离子的形成离子的形成(N-a)*(N+a)*阳离子阴离子SMA SMA I IntroducentroduceESD(ESD(E Electro-lectro-S Static tatic D Discharge,ischarge,即静电释放即静电释放) )带电（静电）的情况下接触另一种物体
6、时，因电压的差异而放电，这时发生瞬带电（静电）的情况下接触另一种物体时，因电压的差异而放电，这时发生瞬 间高压的现象。间高压的现象。Whats ESDWhats ESD？ESDESD静电的基本概念静电的基本概念1.1.首要的静电防护概念首要的静电防护概念静电就是不平衡分布的电子，正负电荷有异性相吸，静电就是不平衡分布的电子，正负电荷有异性相吸，同性相斥的力量，即库伦定律。同性相斥的力量，即库伦定律。Q=CVQ=CV，V=Q/CV=Q/C，Q=Q=电量；电量；V=V=电压；电压；C=C=电容。电容。因此静电的第一个现象即为：同性电荷相斥；异性因此静电的第一个现象即为：同性电荷相斥；异性电荷相吸。
7、电荷相吸。2 .2 .电场及放电电流电场及放电电流因电荷的存在，在周围空间中形成电场，其强度为：因电荷的存在，在周围空间中形成电场，其强度为：V=Q/C V=Q/C ，V V：电位电位 Q Q：电荷电荷 C C：电容电容+ +QV电位强度电位强度SMA SMA I IntroducentroduceESDESD静电与大地间因有电位存在，如果触及电路时，静电与大地间因有电位存在，如果触及电路时，就会产生电流即为放电电流（就会产生电流即为放电电流（ELECTROSTATICELECTROSTATICDISCHARGE CURRENT), DISCHARGE CURRENT),这个放电电流常会将电这
8、个放电电流常会将电路导体烧融。其放电电流为：路导体烧融。其放电电流为：I=V/R I:I=V/R I:电流电流, , V:V:电电压压, ,R R：电阻。电阻。VQIR放电电流怎样能产生静电？怎样能产生静电？ 摩擦电摩擦电 静电感应静电感应 电容改变电容改变 在日常生活中，任何不相同材质的东西在日常生活中，任何不相同材质的东西 相接触再分离后都会产生静电相接触再分离后都会产生静电SMA SMA I IntroducentroduceESDESD在日常生活中，可以从以下多方面感觉到静电在日常生活中，可以从以下多方面感觉到静电 闪电闪电 冬天在地垫上行走以及接触把手时的触电感冬天在地垫上行走以及接
9、触把手时的触电感 在冬天穿衣时所产生的噼啪声在冬天穿衣时所产生的噼啪声这些似乎对我们没有影响，但它对电子元件及电子这些似乎对我们没有影响，但它对电子元件及电子 线路板却有很大的冲击。线路板却有很大的冲击。静电强度静电强度( (Volt)Volt) 活动情形活动情形10%-20%10%-20% 相对湿度相对湿度65%-95%65%-95% 相对湿度相对湿度走过地毯走过地毯走过塑胶地板走过塑胶地板在椅子上工作在椅子上工作拿起塑料文件夹拿起塑料文件夹拿起塑胶带拿起塑胶带工作椅垫摩擦工作椅垫摩擦35,00035,00012,00012,0006,0006,0007,0007,00020,00020,0
10、0018,00018,0001,5001,5002502501001006006001,0001,0001,5001,500SMA SMA I IntroducentroduceESDESD静电的物理现象：静电的物理现象：静电就是不平衡分布的原子，阳电离子携带正电荷，阴离子携带负电荷正负电静电就是不平衡分布的原子，阳电离子携带正电荷，阴离子携带负电荷正负电 荷有异性相吸，同性相斥的力量，大小可以由库仑定律计算得出。荷有异性相吸，同性相斥的力量，大小可以由库仑定律计算得出。因为电荷的存在，即在周围空间中形成电场其强度为因为电荷的存在，即在周围空间中形成电场其强度为这个电场，其强度的可以打穿目前体
11、积电路的绝缘层，破坏绝缘这个电场，其强度的可以打穿目前体积电路的绝缘层，破坏绝缘SMA SMA I IntroducentroduceESDESD静电与大地间因有电位存在就会产生放电电流静电与大地间因有电位存在就会产生放电电流( ( E ELECTRO-STATIC LECTRO-STATIC D DISCHARGE ISCHARGE C CURRENT )URRENT ) 这个放电电流会将电路导体烧融。这个放电电流会将电路导体烧融。其放电电流为：其放电电流为：静电的基本物理特性：静电的基本物理特性：1. 1.吸引或排斥的力量吸引或排斥的力量2. 2.与大地间有电位差与大地间有电位差3. 3.
12、会产生放电电流会产生放电电流元件吸附灰尘改变线路之间的阻抗，影元件吸附灰尘改变线路之间的阻抗，影 响元件的功能和寿命响元件的功能和寿命因为场或电流破坏元件之绝缘或导体，使因为场或电流破坏元件之绝缘或导体，使 元件不能工作（完全不能工作）元件不能工作（完全不能工作）因因瞬间电场或电流产生的热使元件受伤，瞬间电场或电流产生的热使元件受伤， 仍能工作但寿命受损。仍能工作但寿命受损。SMA SMA I Introducentroduce电子元件的损坏形式有两种电子元件的损坏形式有两种完全失去功能完全失去功能 器件不能操作器件不能操作 约占受静电破坏元件的百分之十约占受静电破坏元件的百分之十间歇性失去功
13、能间歇性失去功能 器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加 约占受静电破坏元件的百分之九十约占受静电破坏元件的百分之九十在电子生产上进行静电防护，可免：在电子生产上进行静电防护，可免： 增加成本增加成本 减低质量减低质量 引致客户不满而影响公司信誉引致客户不满而影响公司信誉ESDESDSMA SMA I Introducentroduce对静电敏感的电子元件对静电敏感的电子元件晶晶 片片 种种 类类静电破坏电压静电破坏电压VMOSVMOS MOSFETMOSFET Gaa Gaa SFETSFET EPROMEPROM JFETJFET SAWSAW
14、 OP-AMPOP-AMP CMOSCMOS30-1,80030-1,800 100-200100-200 100-300100-300 100-100- 140-7,200140-7,200 150-500150-500 190-2,500190-2,500 250-3,000250-3,000ESDESDSMA SMA I Introducentroduce从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁。这一过程包括：的威胁。这一过程包括：元件制造：包含制造、切割、接线、检验到交货。元件制造：包含制造、切割、接线、
15、检验到交货。印刷电路板：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。印刷电路板：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货。设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货。设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。 其中最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。其中最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。ESDESD遭受静电破坏遭受静电破坏SMA SMA I IntroducentroduceESDESD导电性物体的静电消除方法：导电性物体的静电消除方法：在物理特性上，所谓导电性
16、物体，即在于物体中的在物理特性上，所谓导电性物体，即在于物体中的 电子可以自由移动，物体中的电位会迅速恢复平衡，达电子可以自由移动，物体中的电位会迅速恢复平衡，达 到每点电位平等。到每点电位平等。基于电子可以自由移动的特性，我们可以简基于电子可以自由移动的特性，我们可以简 单的加以接地，给予这些不平衡的电子一个简单单的加以接地，给予这些不平衡的电子一个简单 的通路，释放到大地，即可消除物体所携带的静的通路，释放到大地，即可消除物体所携带的静 电。电。SMA SMA I IntroducentroduceESDESD以工作人员的习惯，假设工作人员到达工作场所及接触零件时间为以工作人员的习惯，假设工作人员到达工作场所及接触零件时间为1 1秒，秒，( (也就也就 是是说说, ,在在1 1秒中需秒中需将将人体人体之之静电静电釋放至安全情形釋放至安全情形) )则则: : ( t )=o e ( t
