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1、靜電防護作業介紹,序 言 “靜電放電”(ELECTRO STATIC DISCHARGE.ESD)已被造成認 為是對靜電放電敏感電子零件的斷續、劣化、潛在和災變失效 的主要凶手,而導致戰艦、飛機、發射和導引系統.電子和資訊 設備的故障,使得如此昂貴的設備變得毫無可靠度可言。就系統 組裝來說,因生產檢驗,保存,運輸不适當處置導致靜電損傷和靜 電隱患,及造成電子元器件及其組件功能失效或可靠性下降,同 時導致品質下降.,目 錄 一.何謂靜電及靜電放電 二.靜電損害的消除與避免 三.抗靜電的工作站介紹 四.生產現場靜電防護須知 五.各種定義與靜電耐壓值,一.何謂靜電及靜電放電 1.靜電: 靜電是一种電
2、能,它保留在物体表面,是正電荷与負電荷在 局部范圍內失去平衡底的結果;靜電通過電子或离子轉移而形成.靜電現象是電荷的產生和消失過程中產生的電現象的總和. 靜電產生:電子繞原子核運動,一有外力即脫離軌道,离開原來的原子而入其他的原子.外力包括動能,位能,熱能,化學能,電磁能等. 靜電破坏形式:1:熱第二次擊穿. 2:金屬鍍層融熔. 3:介質擊穿. 4:气弧放電. 5:表面擊穿. 6:体擊穿.,2.何謂靜電放電: 一累積的靜電荷從一高靜電荷集中區流向一相 反電荷集中區或低電荷集中區,特別是地面,此 為靜電放電。 通常,放電是電荷迅速流動(火花) 。反之,便用 消耗來減少電荷集中。 在一靜電放電中,
3、電荷的迅速流動會引起很大的 瞬間電流,強烈的電場和電磁輻射。當放電通過 或接近電子零件時,會損毀電子零件。,3.靜電源: 在工廠里,靜電源到處都有,特歸納如下: 3.1 環境 3-1-1 地板 3-1-2 工作面 3-1-3 主要設備 3-1-4 工作室 A.牆壁 B.天花板 C.光源固定器 D.通風架,3.靜電源: 3.2 人 3-2-1 身體 3-2-2 衣服 3-2-3 程序 3.3 材料 3-3-1 原材料 3-3-2 生產輔助物 3-2-3 包裝材料,4.靜電意識:,採購,行政管理,設計,銷售,技術服務,供應商,接收,顧客,檢驗,運輸,儲存,品管,生產,靜電的發生是全面的,因此從設計
4、到技術服務等階段都要有靜電意識,二.靜電損害的消除與避免,:靜電系統架構介紹 系統分三個層次:總線,干線,支線构成一個完整之接地系統,以做各段工站靜電釋放通道. :總線:直接連接大地之防靜電接地裝置.由厂房設計 時提出並于建筑時設立.接地電阻要求小于,截面積不小于mm,埋設与檢測方法符合-要求. :總線延伸至各工作站/區之防靜電接地通道.作為連接設備,機台之接口.厂房設計提出並建筑時設立.截面面積不小于mm,接總線接地地電阻小于. :支線:延伸至最終工作站/區,作為連接儀器,人員等接地之接口,截面面積不小于.mm,接地電阻小于 . :終端:靜電最終釋放源与產生体,包括支線連接之作業平台之靜電膠
5、皮,靜電手環等.,2.消除靜電放電的原則如下: A.盡可能消除靜電電荷的形成,積累和靜電壓產生,抗靜電的材料和傳導材料做得到,一般的塑膠和絲織品做不到,除非經過局部處理.如使用防靜電膠皮,防靜電衣等. B.要是有電荷的話,必需在無火花的情況下安全,迅速,有效加以消處,好的導體(如金屬.碳膜.皮膚)會產生快速的火花放電,但粉紅色抗靜電的材料不但不會產生火花,也不會傳送火花.如配備靜電手環,靜電吹風機等. C:靜電屏蔽消除靜電壓沖擊,如使用靜電袋,靜電箱,機台表面接地以防止靜電壓沖擊.,3.如何避免靜電放電損害: A.包圍: 所有基板裝配品(PCBA)在不使用的狀態下一定要用 抗靜電袋包裝起來;基
6、板要保持干凈, 有電的手指不 可接觸它,同時還要遠離普通的塑膠或絲織物. B.接地: 所有在座位上的人員都要帶腕帶,要離開工作崗位時 才可脫掉;桌面或工作表面不應該是傳導的(黑色碳 膜或金屬),不可產生有損害水準的靜電荷.,4.防止靜電放電損害總論: A.靜電是由分離非傳導性的表面而起 B.靜電電荷是被導體拾取和傳輸 理想上,我們一定要避免已有電荷的良導體接到零件, 同時也不要接觸或靠近高度充電性的非導體,只要遵 守上面兩大原則,靜電損害一定是很微小或根本就不 會存在的.,5. 靜電放電預防規則: A.包圍: 用抗靜電材料來包裝零件或裝配品,除非是在工作中 B.禁止: 所有的透明塑膠和絲織物.
7、氣泡片.墊子等都要用抗 靜電的材料或用局部抗靜電處理的包裝材料來取代 C.接地: 搬運人員的皮膚都要帶上具安全電阻系數的腕帶,且 緊貼皮膚. D.管理: 工作人員和管理者隨時確認是否遵守上面的原則,如 果遵守的話,便無靜電放電損害了,6.防護技術: 防止靜電損害的基本要素是很簡單和易接受的. A.不動作的敏感零件必須用抗靜電的袋子.箱子或墊片 包起來 B.僅在無靜電的工作站上才可打開包裝 此工作站一定要有一傳導或抗靜電的工作表面,與工 作人員的皮膚使用同一接地點接地 C.未用抗靜電袋或箱子包裝的零件.基板或裝配品就是 “裸體的”,裸露的零件絕對不可被未接地的人員接觸 到,也不可接觸到一般的塑膠
8、或絲織品,三.抗靜電的工作站介紹 職責: :品保:審查系統完整性,稽核作業實施狀況, :違反作業要求之產品督導品質驗證及缺失之 要求矯正. :相關矯正報告之審查及改善進度跟催与效果确認. :檢測:負責与靜電破坏之相關設備之校正. :靜電破坏技術支援与指導. :機電:負責靜電接地系統總線,干線之設立,維護,保養, 指定專人負責厂房維護,並半年提交一次“防靜電設施檢查報告書. :其他單位:負責支線之設立維護保養,提報專人負責本單位區域之管制,确保靜電敏感元器件及組件之生產,檢驗,保存,運輸過程符合要求. :作業人員之教導与訓練.,1-1.抗靜電的工作站介紹: A.桌墊: 一工作站的表面或桌面完全不
9、需要是傳導的,只要它 不產生傷害性的靜電電荷即可,而並不是把桌面接地 就好了. 一簡單.未處理的木材表面(象賣肉攤)是完全無靜電 的,因此,任何材料在正常活動下不會產生足以感應 附近的導體迅速放電的靜電電荷.,1-2.抗靜電的工作站介紹: B.接地: 在此工作站的工作人員的傳導皮膚一定要接地,因此, 是在零電位.腕帶是最安全.最方便.最易監督和最便 宜的方法,而不是接到桌面而已,而是接到桌面,再由 桌面接到大地. 桌面的接地,是連在腕帶連接到大地接地的同一點. 腕帶一定要有最少250K的電阻才能排除電擊的可能. 電阻器裝在腕帶里以避免如此危險或不舒服的電流流 過人體.,1-3.抗靜電的工作站介
10、紹: 3.腕帶: A.珠鏈式腕帶附件:它有一轉軸承以防止糾結,並裝有 香蕉插頭,帶子裝一250K或1M的電阻器,經特別 小心製造,不易故障. B.VELCRO手鐲式腕帶:本身是非傳導的,但有碳膜片或 “扣”在內部,導線是最主要的長度,且仍然使用絕緣 體而不是碳膜化塑膠或布. C.FRED腕帶:最新的發明,是FRED MYKKANEN設計的,是 有一像手表帶的松緊腕帶,可分離的按扣連接.,2.抗靜電包裝材料: A.注入碳膜的POLYOLEFIN薄片,黑色,不透明,具有相當高 比例的碳膜,使料狀物與粒狀物間彼此接觸以產生高電 傳導系數 B.透明.粉紅色抗靜電聚乙烯:在聚乙烯樹脂中注入一有機 的抗靜
11、電液體,它會流到所有的表面,而形成一看不到且 無腐蝕性.鄰接的濕層以傳導靜電的電流 C.較少使用的不透明物:此薄片是由-TYUEK的外層.真空金 屬化的外部表面,中間是一層鋁箔和一內部表面是涂碳 膜的黑色塑膠所組成 D.3M最近推出的靜電隔離薄膜,它是由一灰藍色的鎳金屬 化於一薄聚脂片上,再壘合於一注入抗靜電液的聚乙烯 內層所組成,四.生產現場靜電防護須知,1-1.生產場地防靜電規定: a.禁止直接使用木質地板或鋪設毛.麻.化縴地毯; b.可選用防靜電活動地板或在普通地面上鋪設防靜電地 墊,並有效地接地; c.允許使用經特殊處理的水磨石地面; d.防靜電系統必須有獨立可靠的接地裝置,接地電阻一
12、般 小于10; e.防靜電地線不得接在電源零線上,不得與防雷地線共用; f.使用三相五線制供電,其大地線可以作為防靜電地線;,1-2.生產場地防靜電規定: g.接地主干線截面積應不小於100mm2,支干線截面積不小 于6mm2,設備與工作台的接地線應采用截面積不小于 1.25mm2的多股塑料導線; h.接地主干線的連接方式應采用縴焊; i.設備的防靜電連接端應保証接觸可靠,易裝拆,允許使 用各種夾式連接器; j.天花板材料應選用抗靜電型材料制品,一般可使用石膏 板制品,禁止使用塑料制品;,1-3.生產場地防靜電規定: k.生產場所的牆面可使用抗靜電牆紙,一般右使用石灰涂 料牆面,禁止使用普通牆
13、紙和塑料牆紙; l.生產場所的環境相對濕度以不低于50%為宜; m.在不對產品造成有害情況下,允許使用增濕設備,以增 加溫度; n.防靜電工作區的進口處,應設明顯標記,警示標記要符 合國家標准;進口處應配置離子化空氣風浴裝置.,2-1.生產場地防靜電設施: a.靜電安全工作台:由工作台.防靜電桌墊.腕帶接頭和接大地線等組成; b.防靜電桌墊上應有兩個以上的腕帶接頭; c.靜電安全工作台上不允許堆放塑料盒等易產生靜電的物 料,圖紙資料應入防靜電文件袋內; d.防靜電腕帶:直接接觸靜電敏感器件的人員均須帶防電腕帶,用以釋放人体所帶的靜電,腕帶與人體皮膚有良好接觸,腕帶系統對地電阻應在106-108
14、範圍(保護電阻);靜電電位衰減到以下的時間小于.彈簧軟線最大長度cm.,2-2.生產場地防靜電設施: e.防靜電容器:生產場所的元件承料袋,周轉箱,PCB料架 等應具備靜電防護作用,不允許使用金屬和普通容器, 周轉箱等必須接地; f.防靜電工作服:進入靜電工作區的人員和接觸SMD的人 員均應穿防靜電工作服,工作服面料應符合國家標准; g.在相對濕度大于50%環境中,防靜電工作服允許范圍選 用純棉制品;,2-3.生產場地防靜電設施: h.進入工作區的人員必段穿防靜電工作鞋,防靜電工作鞋 應符合國家標准,穿普通鞋者應使用導電鞋束或腳跟帶; i.生產線上用的傳送帶和傳動軸,應裝有防靜電接地的電 刷和
15、支杆; j.對傳送帶表面可使用離子風靜電消除器; k.生產場所使用的組裝夾具,檢測夾具,焊接工具,儀器等 都應設制良好的接地線.,3-1.生產現場防靜電操作規程: a.所有元件的操作都必須在靜電安全工作台上進行,凡進 入防靜電工作區的元件都須按防靜電要求來對待; b.未采用防靜電包裝的SMD不得進入生產現場; c.從靜電防護容器中取出部件時,就該在靜電安全工作台 上進行,作為操作人員要遵守以下二點: (1) 必須穿好防靜電工作服; (2) 戴上防靜電腕帶,腕帶與皮膚有良好的接觸並可靠 地接地;,3-2.生產現場防靜電操作規程: d.在重要的操作工位要配備監視器,以隨時監視腕帶是否 處於正常狀態
16、; e.對沒有防靜電包裝的元器件,應該在消除靜電后再進入 靜電工作現場; f.手拿敏感器件時,應避免接觸其引線和接線片; g.服裝,圖紙資料等不得拉觸元器件; h.某些元器件要清洗時,不可使用塑料刷子; i.操作現場所必須使用不具防靜電功能的工具;,3-3.生產現場防靜電操作規程: j.應使用接地線的低壓直流電動起子等裝聯設備; k.在手工焊接時,要采用防靜電低壓恆溫烙鐵; l.禁止重復使用器件包裝管包裝元器件; m.外來人員進處現場,未采取防靜電措施,不可接觸元 器件; n.生產現場的各種設備,必須采取防靜電措施.,4.管理與檢查: .:靜電接地系統搆架總線,干線機電負責日常維護,保養,機電負責人至少每半年檢查一次,並提報一次“防靜電設施檢查報告書”. .:支線由產線負責日常維護,保養.每月上旬稽核,以“防靜電稽核報告書”及放靜電設施檢查報告書“紀
