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电子厂SMT车间防静电体系的完善  

2013-05-25 17:06:53|  分类: SMT技术文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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众所周知,SMT车间是电子产品的加工车间,因此必须要对防静电提出相应的要求,这是因为静电放电对元器件的危害是不容忽视的。

有资料显示,全世界每天电子产品因静电损害造成的经济损失达百万美元以上,一年约50亿美元。据一家大型COMS器件制造厂统计,其产品出厂后头7个月因质量问题而退回器件中有28%与静电损害直接有关,占故障率之首位。

由此可见,静电放电的危害是非常大的,又由于静电放电对电子产品的损伤具有隐蔽性、潜在性、(损伤的)随机性和(失效分析)复杂性等特点。因此,在SMT车间采取有效的静电防护措施,减少静电放电对产品的损害是非常有必要的。

那么,对于整个SMT车间来说,完整的防静电体系包括哪些内容呢?下面,结合我们工作中的实际案例,来和大家探讨一下这方面的问题。

案例

SMT车间防静电体系状况

1、软件管理部分
该客户针对自己公司的要求,制定出相应的防静电规章制度和各个工位的操作规程;同时,在产品的存放和运输过程中也有相应的防静电要求文件。

2、硬件设施部分
1)SMT车间地板采用的是防静电聚氯乙烯(PVC)地板,能够满足目前车间内对地板的防静电要求;

2)生产线上各个工位都有相应的静电接口,并接入到整个SMT车间的静电系统中;

3)在SMT车间的门口处有专门的人员更换防静电衣服的场所和衣柜;

4)车间内的操作人员有统一的防静电衣、防静电手套,各个工位没有防静电手环;

5)仓库中,原材料有专用防静电料柜进行存放,并采取了相应的防静电措施;

6)生产后的成品和半成品使用防静电周转箱进行存放;

7)印刷工位的拆封后的PCB板采用防静电周转箱进行存放,各个工作台使用防静电垫。

8)SMT车间有2个温湿度计,每两个小时确认一次温湿度情况并在记录表中如实填写温湿度情况。项目进行前温度的控制范围为22~28℃,湿度的要求控制范围为30%~70%RH。

3、存在的问题
1)搬运过程中采用物料小车,但小车未用防静电皮和导线将产生的静电导入大地; 2)生产线上的散料用普通小盒存放,未采取任何防静电措施; 3)整个车间的操作人员每天不做静电环测试,也没有相关的记录表;

客户要求
按照SMT车间防静电系统的要求,对目前防静电系统的情况进行改善,使其能够建立起完整的SMT防静电体系,达到SMT车间的防静电要求。

SMT工厂防静电体系的构成
在进行案例分析之前,先来看一下详细的SMT工厂防静电体系的组成及要求;然后,再根据目前所欠缺的项目进行改善。

整个SMT工厂的防静电体系,大致可以分为两个部 分,软件管理文件部分和技术上硬件设施部分。软件管理部分

1、防静电知识的教材编写和人员培训
公司要编写防静电培训教材,并且对所有可能进入静电敏感区域的人员或有可能接触静电敏感器件的人员进行防静电知识培训,这既是对每位员工的基本要求,也是减少静电危害的根本方法和途径之一。

公司对相关人员,包括ESD专员,SMT车间生产操作、检验人员、工艺技术人员等,要制定出相应的培训计划,定期进行防静电知识培训,以便其完全掌握防静电知识,并且在工作中严格按照防静电的要求进行操作。

2、制定出有关防静电的SMT专业标准对公司各个工位、防静电材料给出一个测量范围值。在检查中,能够准确判断出目前状态是否合乎防静电要求,特别是静电敏感器件,可根据静电敏感元器件分级表(见表1),针对不同的静电敏感元器件,采取不同的静电防护措施。

电子厂SMT车间防静电体系的完善! - 张英芳 - 深圳市英方电子设备有限公司

3、制定相应的规章制度和操作规程
公司要制定出整个ESD的规章制度和操作规程。比如,进入静电敏感区域的人员,都必须穿好防静电工作服,必须戴上防静电环,腕带必须与皮肤有良好接触并将腕带接入可靠的防静电接地系统中,防静电鞋必须与防静电地板或ESD地垫保持良好的接触,防静电帽也必须按规定戴好,等等。同样,对各个工位也都要制定具体的操作规程。

4、各种防静电警示标志的张贴,宣传看板的制作
在SMT车间和仓库等重点场所的门口张贴静电防护标识,提醒进入静电敏感区域的任何人员必须做好静电的防护后方可入内;同时,要求在有静电敏感的元器件包装上张贴ESD敏感符号(如图1所示)。另外,虽然有的元器件经过专门的设计后,具有静电防护的能力,也要在包装上张贴ESD防护符号(如图2所示),这些都是为了加强工作人员的防静电意识。

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5、在产品存放和运输过程中的要求文件
对于产品存放和运输过程中的操作,也要制定出具体的防静电要求文件,让作业者能够按照具体的防静电要求进行作业,比如说是否采用防静电材料进行运输和存放,包装材料上是否有防静电要求的标识等。

硬件部分

1、人员静电防护用品
人体静电防护用品包括防静电帽、防静电衣、防静电手环等(具体参见图3),其中要注意如下几点要求: 1)每班开工前,每位员工都应自检防静电环是否正常并作好记录,只有测试合格者,才可以进入静电敏感区域工作;

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2)每半年应做一次防静电特性检测,对于检测不过关的静电防护用品(除防静电手环以外)应停止使用并更换新品;

3)临时外来人员,包括参观人员、非本车间联系工作人员、临时施工人员(包括电工、修理工、装饰工等)进入防静电区域时,必须遵守防静电区域和生产过程的各项防静电要求;

4)对于人员静电防护用品,必须有专门的场所和更衣柜,以便及时的进行更换。

2、产品防静电用品

产品防静电是指从原材料开始,到生产出成品、半成品后,每个环节都要采取防静电措施,包括防静电包装袋、防静电容器(包括周转箱、元器件存放盒、印制板架等),防静电周转车和防静电垫,请参照图4所示,但要注意一点要求:每6个月检测一次,看是否合乎防静电检验标准要求。

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3、防静电措施

1)防静电地板
为有效地使人体静电能通过地板尽快泄漏到大地,除操作人员穿用防静电服、防静电鞋外,其先决条件是地板必须具有一定的导电性能,即是防静电的。这种防静电地板能泄漏设备、工装上的静电,也能泄漏移动操作时不易使用腕带的人体静电。具体有防静电聚氯乙烯(PVC)地板(如图5所示)和环氧树脂防尘自流坪防静电地板(如图6所示)两种方式的,客户可以根据自己的实际情况来选择。

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2)防静电工程环境的温室度要求 SMT车间的温度范围为22~28℃,湿度范围为40~60%,车间内应配备温度计和湿度计,并按要求做好点检记录。如果环境内的空气过于干燥,应使用加湿器或其它办法来满足湿度要求,如果湿度高了应该开空调或抽湿机来使其满足要求,但应以不对产品造成有害影响为前提。

3)设备的防静电要求
为了使防静电系统起到作用,对于生产线上的SMT贴片机、ICT等设备,应采取硬接地,即直接或通过一个低阻抗同防静电地线相连设备的接地线。但要注意下面几点要求:

A、防静电地线不得与电源零线相接,不得与防雷地线共用;使用三相五线制供电时,其地线可以作防静电地线;

B、工作台面、地垫、工作椅和其它导静电的ESD保护设施均应通过限流电阻接入地线,腕带等应通过工作台顶面接地点与地线连接,工作台不可相互串联接地 (如图7所示);

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C、防静电工作区接地系统,包括限流电阻和连接端子应连接可靠并具有一定载流能力,限流电阻阻值选择应保证漏泄电流不超过5mA,下限值取为1M Ω。

4)防静电工作椅
为全面控制人体静电,操作者所坐的工作椅必须具有防静电性能,不得使用普通人造革面或塑料面的椅子,不能用木制椅代替防静电椅。如果椅腿是非金属材料或有绝缘套脚时,应将防静电椅面接地。

5)静电测量系统
用专用静电测试设备对各部分的静电情况进行测量,比如每天对静电手环(脚环)的测量(如图8所示)、每月针对作业台面,防静电周转箱,防静电衣进行测试,每月对防静电总线和支线进行测试。

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4、根据以上所述的测量值,在这里给出表2所示的防静电系统工程的工艺要求范围,以供参考。

客户改善分析
当时客户的防静电系统状况,无论是软件管理上还是硬件设施部分上,都不是很完善。对于完整的SMT车间防静电体系,需要做如下改善。

软件管理部分
1、编写防静电培训教材和制定相应的培训计划,对公司的相关人员进行培训(见表3);

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2 、各种防静电标志的张贴(如图9所示)和车间防静电宣传看板的制作;

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3、公司根据自己的状况,制定出各个部分的静电检查标准,并且重新确认清楚目前的静电值是否合乎防静电要求。

硬件设施部分
根据该客户的实际状况,提出了具体的改善建议(见表4)。

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成果的获得
通过对客户SMT车间防静电体系状况的调查,结合SMT车间防静电体系的构成,分析该客户目前SMT车间要建立起完整的防静电体系还需要做哪些方面的完善,最后帮助客户建立起了完整的SMT工厂防静电体系,达到了SMT工厂的防静电要求。

结语
在这里只是简单地向大家介绍一下SMT工厂的防静电系统,希望能够对各位读者的实际工作有所帮助,以减少静电放电对元器件的损伤和产品不良的发生,为公司节约成本。如有遗漏之处,欢迎读者批评指正。

文中术语:
1、ESD:Electro Static Dischange 静电放电
2、EOS:Electrical Over Stress 过度电性应力
3、ESDS:Electrostatic Dischange Sensitive Device 静电放电敏感元件


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