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pcba拆包装过程中的所有静电防护要求 pcba装配需要防静电吗

时间:2022-04-29 09:32:29 来源:PCBA 点击:0

pcba拆包装过程中的所有静电防护要求 pcba装配需要防静电吗

PCBA制造商必须经常为了提高生产性而做工装夹具,但考虑到制造时使用的便利性而忽略了静电防护的问题。工装夹具的静电防护不像接地或操作员佩戴防静电手带那样简单,涉及部件、材料、安装方式等多个方面。本文以自动组装设备为例进行了说明,并介绍了在多个设备组装中应采取的防静电措施。

静电放电ESD多年来一直将重点放在印刷布线板的组装上,但这方面的进展现在赶不上固体设备和自动化PCB组装设备的发展步伐。以往ESD控制不充分,现在很多PCB组装设备1小时4000封63?可粘贴20000个元件,设计时考虑不当,自动设备会产生大量静电,并在短时间内损伤多个元件。材料、紧固件、安装方法以及可靠性高的接地技术的选择对于控制ESD非常重要,在本论文中,讨论如何发生ESD、由于其存在而产生的危害以及在组装过程中减少ESD危害的方法。

ESD和?

简单来说,ESD是电荷的快速中和,电子工业每年花费数十亿美元。所有的物质都是由原子构成的,知道原子中有电子和质子。当物质得到或丢失电子时,失去电平衡并带有负电或正电,当正电荷或负电荷累积在材料表面时,会给物体带来静电。电荷积累通常是由材料相互接触分离而产生的,但也可以由摩擦引起,被称为摩擦电动。

接触压力、摩擦系数、分离速度等影响电荷积累的因素很多。静电电荷在电荷产生的作用停止、电荷被释放或达到足以破坏周围物质的强度之前被累积。当介质被破坏时,静电电荷迅速平衡,这种电荷的快速中和被称为静电放电。由于以非常小的电阻快速释放电压,放电流可能超过20安培,并且当该放电通过集成电路或其他静电敏感元件时,这样大的电流严重损害被设计成仅导通微安培或毫安电平的电流的电路。

有几个模型可以用来描述设备如何受到损伤,例如人体模型HBM、机械模型(MM、带电部件模型(CDM)、以及电场对设备的影响。PCBA关于加工装置,主要考虑后三个破损模型(模式),以下分别讨论。

机械模型/模式PCBA加工装置使用导轨、传动带、滑行路、元件搬运器及其他装置使装置沿工艺请求的方向移动,在装置的设计不适当的情况下,有可能在传动带及输送系统中积蓄大量的电荷这些电负载在过程中通过设备释放。将设备部件放电称为机器模型/模式。

如果带电元件模型/模式元件由于某种原因而积蓄电荷,与带电少的表面接触,则电荷通过元件上的导电部分被放出。当设备向其他材料放电时,称为磁带设备模式,并由磁带设备模型表示。

IC阻性场效应电场感应在线路之间产生电位差,导致绝缘体介质破坏。引起失效的另一个原因是元件上的电荷在电场中极化,产生电位差并放电到异性电荷中,形成双放电或中和。ESD控制使用PCBA具有用于在组装装置中获得理想效果的不同电阻特性的材料。材料电阻特性的描述通常使用表面电阻率或体电阻率。

一般的概念和应用

表面电阻率简单地说,表面电阻率是在同一表面上的两个电极之间测定的电阻值,通过组合电极形状和电阻值计算每单位面积的电阻值而得到。现在,市面上有能够读取每单位面积的电阻值的测量仪器。

体电阻率体电阻率是通过材料厚度的电阻值,单位是Omega。middot;cm。

导电材料导电材料意味着表面电阻率和体电阻率分别小于106Omega。以及106Omega;middot;厘米的材料。

耗散材料耗散材料是指表面电阻率和体电阻率分别小于1012Omega。或1012Omega;middot;厘米的材料。

防静电材料ldquo;防静电rdquo;这意味着可以抑制电荷积累,并且可以在材料制造期间添加或局部添加某种物质以获得该特性。防止带电材料不需要用表面或体电阻率表示。

如果导电添加剂和薄膜仅由于成本或其他设计原因而只能使用塑料材料或复合材料,则可以使用添加剂来改善静电特性,将添加剂混入塑料材料中,并且可以根据添加剂和树脂的比例来获得期望的导电性或耗散性。

如果在树脂中添加纤维,则可以获得导电性或耗散性,增强强度,并且该纤维本身可能具有导电性或采用表面镀层过程。这些优点可以通过添加纤维而获得,但是收缩率和韧性也会变化。填料提供导电性和耗散性,并且可以增加强度,但是经常降低基材树脂的硬度。

传送带通常用于传送具有塑料、纤维制品或橡胶材料的元件PCB和其他设备。如果传送带接收从机器的其他部分传送的设备,则应采用耗散材料。传动带表面电阻率为1?106Omega的情况。时,它会使带电器部件的放电速度过快,对设备造成损害。表面电阻为106?109Omega的情况。此时,如果传送带通过旋转带轮和机架接地,则不会给传送带充电。

另一个需要考虑的问题是传送带速度。如果传送带的移动速度过快,则在传送带上放置设备时有可能滑动(或者设备不移动,传送带在移动),此时形成摩擦生电,传送带接地使电荷散失,但电荷附着在设备或pC板上会造成危害。

引导装置和引导装置和引导装置和引导装置应被用于提供信道或将装置置于固定位置或维持恒定方向性的材料可分散电荷以防止装置摩擦生电。表面电阻率是106Omega。所述材料可以是导电材料表面电阻率小于106Omega的,如果所输送的设备没有处于静电状态,并且具有良好的耗散性并且不会损伤设备。

其他考虑事项

阳极氧化请勿使用处理过的铝。阳极氧化)由于层是绝缘性的,器件的摩擦电动变得非常严重,非电解镍、氮化钛或镀锌可以防止器件的摩擦电动。引导装置和引导轨道应使IC保持在一定的方向上,例如,当IC引线向传送带向上放置时,此时电荷积蓄,若在下一工序中相反,则位置的变动使元件的电容发生变化,若电荷量足够大则容量的变化引起元件放电。

用塑料或其他合成物制成的托盘表面电阻率应小于109Omega。或体电阻率小于109Omega;middot;cm能够使这样产生的电荷散失,如果平台或稿台部件的接地良好,则能够防止电荷的积蓄。如果带电元件落在导电性的表面上,在其上滑动或放置在上面,则带电元件在其表面放出电荷,这也是带电元件的失效模式之一。

当机械盖与电路板或元件比较接近时(小于60cm),也应使用耗散材料。如果是塑料透明罩,则使用耗散性透明材料,如果是涂饰罩,则应用导电性或耗散性涂料,防止摩擦生电形成强电场。

脏乱和喷嘴是106?使用109Omega的耗散材料制造表面电阻率。)如果接地不好,则形成带电组件的模式或机械失效模式。

如果一些请求电压电平小于50V,则用于组合的材料的表面电阻率应小于106Omega。大于103Omega;但是,进入生产线的设备不能有很高的电荷。不那样做的话,会受到损失。

黑色氧化和阳极氧化这样的涂层以金属表面为绝缘体,镀锌层和非电解铬酸镍在表面电阻率中表现出良好的导电性,也有耐腐蚀性和装饰性的作用。

ESD在传送感测设备的情况下,自然状态下的酚、迭尔林(黑或白)、尼龙、Ultem和UHMW材料不能用作通道、导轨或带轨。表2简单地示出了当接近装置时不能使用的若干高电阻率涂层和可使用的低电阻率涂层。

设备接地

积累的电荷必须通过接地释放。导体在隔离状态下积蓄电荷,导电性的传动带如果没有良好的接地通路,则使电荷散失,电荷也积蓄,另外,铰链接地不适当且使用散失材料的塑料盖也积蓄电荷。

由导电性或耗散材料构成的带可以由直接接地的辊、惰性轮和引导接地。特别是对于表面电阻率低体电阻率高的传送带,需要两个表面接地。另一方面,在输送带体电阻率低的情况下,只要一个表面接地,两个表面就能够向地面释放电荷。

如果机械配件的接合面本身应为导电性或电镀层,且设计成不允许被导电覆盖,则接合双方应安装组成的接合地带。在将配件等组装件安装到机器主体上的情况下,接地对于整个机器保持等电位是重要的,在机器主体框架不能使用机械连接接地的情况下,可以使用编成接地带。

安全的地线不能代替接地带使用,编成地带具有较大的表面积,能够进行较大的电荷耗散,编成形状可以减弱电场。

由于球形引导件和一些滚珠轴承可能起隔离作用,所以需要在接地带上提供接地连接。另外,由于铰链因腐蚀而成为隔离体,或对地通道产生较大的电阻,因此用铰链连接于机架上的散逸材料覆盖板也需要用编织铰链接地的皮带迂回。

安装方法

若将轴承压入阳极氧化处理后的孔中,则接地不顺利,孔的表面应是裸金属或破碎的阳极氧化覆盖层。清洁滚柱轴承或横向辊跑道可以在负载较低的情况下使用轻润滑剂来提供良好的接地。设备通道附近的涂饰或阳极氧化面板应使用星形内牙垫圈和镀锌螺丝,以提供面板之间的导通性。

塑料套安装在机架上时,一般两者之间有橡胶垫,安装后垫会稍微压缩。使用散逸材料塑料盖时,必须将其连接到机架上,可以使用散逸橡胶垫、镀锌螺丝、接地棒、铜夹子等将塑料板连接到机架上。

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