電子封裝凈化間的靜電防護(hù)及監(jiān)控（一）

摘 要：隨著電子產(chǎn)品集成度越來越高，器件對(duì)靜電也越來越敏感，容易受靜電放電導(dǎo)致?lián)p傷或損壞.文章介紹了靜電的產(chǎn)生機(jī)理，闡述在生產(chǎn)制造過程中靜電產(chǎn)生的來源以及危害.介紹了凈化間內(nèi)部抑制靜電產(chǎn)生的三大措施：防止靜電荷積聚，建立安全的靜電泄放通路，以及采取靜電監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行靜電監(jiān)控.提出采用鍍錫銅排環(huán)繞廠房?jī)?nèi)部的形式來消除靜電防護(hù)死角，并重點(diǎn)描述了防靜電門禁系統(tǒng)和靜電在線監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理及功能實(shí)現(xiàn)，結(jié)合電子封裝廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首次提出防靜電門禁系統(tǒng)與風(fēng)淋門聯(lián)動(dòng)控制，有效控制封裝廠房的靜電來源.

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品集成化迅速提高，小型化.多功能器件大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，器件內(nèi)部絕緣層越來越薄，其互連線與間距越來越小，擊穿電壓越來越低，這些器件對(duì)靜電極為敏感，通常被稱為靜電敏感器件（SSD），易受到靜電放電（ESD）而損傷乃至損壞.美國(guó)專家統(tǒng)計(jì)，電子工業(yè)部門每年因靜電危害損壞造成的損失高達(dá)百億美元.

電子封裝凈化間內(nèi)承擔(dān)著電子產(chǎn)品裝配任務(wù)，需要進(jìn)行元器件插裝.焊接.組裝.調(diào)試.測(cè)試.儲(chǔ)存等工序，在整個(gè)裝配過程中，由于接觸分離.磨擦等作用，使廠房?jī)?nèi)部組成元素如人（人員）.機(jī)（設(shè)備）.料（材料.器件）等產(chǎn)生靜電，很容易對(duì)產(chǎn)品造成靜電危害.因此必須重視靜電的影響，采取有效的靜電防護(hù)措施，降低靜電危害，提高產(chǎn)品的裝配成品率，降低成本.

2 靜電的產(chǎn)生與危害

兩種不同的材料相接觸，當(dāng)它們之間的距離小于25×10 -8 cm時(shí)，由于隧道效應(yīng)，兩種材料內(nèi)的電子穿過界面而相互交換.當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，材料之間產(chǎn)生一定的電位差，界面兩側(cè)出現(xiàn)了等量異號(hào)電荷，如圖1所示.若把接觸后的兩種材料分開，兩種材料將分別帶等量異號(hào)的靜電荷，這就是靜電產(chǎn)生的基本原理.

從靜電產(chǎn)生的基本原理可以看出，靜電的產(chǎn)生主要有以下三種方式：摩擦起電.接觸帶電.感應(yīng)帶電.在產(chǎn)品生產(chǎn)制造的整個(gè)環(huán)節(jié)中，很多工序都可能產(chǎn)生靜電，某電子部件的制造流程如圖2所示.

在這些工序中都可能使操作人員.工具.工作臺(tái)面.元器件及包裝等產(chǎn)生靜電，靜電源與其他物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的原則，存在著電荷流動(dòng)，傳送足夠的電量以抵消電壓.在高速電量的傳送過程中，將產(chǎn)生潛在的破壞電壓.電流以及電磁場(chǎng)，形成靜電放電，可隨時(shí)對(duì)產(chǎn)品造成靜電危害.

電子產(chǎn)品生產(chǎn)中幾項(xiàng)常見動(dòng)作所產(chǎn)生的靜電如表1所示

靜電的危害具有隱蔽性.潛在性.隨機(jī)性.復(fù)雜性等特點(diǎn)，一般的靜電放電人體并未感知，而元器件卻在不知不覺中受到損傷；一些元器件受靜電放電損傷后，僅表現(xiàn)出某些性能參數(shù)下降，但尚未失效，在繼續(xù)使用的情況下可能導(dǎo)致失效；電子元器件的靜電放電損傷可能在產(chǎn)品從加工到制造到使用維護(hù)的任一環(huán)節(jié).任一步驟.與任何有關(guān)帶電人體（或物體）接觸時(shí)發(fā)生，具有很大的隨機(jī)性；有些靜電損傷也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效，從而做出錯(cuò)誤判斷.

對(duì)于電子產(chǎn)品裝配來說，靜電的危害嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量.成品率和可靠性，必須對(duì)用于電子產(chǎn)品裝配的凈化間進(jìn)行系統(tǒng)防靜電措施，將生產(chǎn)過程中的靜電危害程度降至最低.