SMT技術8-靜電防護 管理 (2)課件

SMT--表面組裝技術

機械工業(yè)出版社同名教材

何麗梅主編

2/6/20231SMT產(chǎn)品質(zhì)量控制與管理

1.質(zhì)量與質(zhì)量控制的內(nèi)涵現(xiàn)代質(zhì)量觀認為質(zhì)量是產(chǎn)品或系統(tǒng)滿足使用要求特性的總和。其內(nèi)涵包括：性能、可靠性、維修性、安全性、適應性等五個內(nèi)在質(zhì)量，以及時間性、經(jīng)濟性兩個外延質(zhì)量。為達到質(zhì)量內(nèi)涵的各種要求，需要在產(chǎn)品的制造過程中采用一定的方法、手段、操作技能，這種系統(tǒng)性、綜合性的管理技術活動，就是質(zhì)量控制技術。質(zhì)量控制(QC：QualityContr01)作為一門管理學科，已從統(tǒng)計質(zhì)量控制(SQC：StatisticalQualityContr01)和全面質(zhì)量控制(TQC：TotalQualityContr0l)發(fā)展到了全面質(zhì)量管理(TQM)和質(zhì)量功能配置(QFD)新階段。不過，TQC和SQC還是質(zhì)量控制采用的最普遍的兩種方式。

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全面質(zhì)量控制是一種對質(zhì)量形成的全過程，即對包括市場調(diào)查、設計研制、采購、生產(chǎn)工藝準備、制造、檢測、包裝儲運、銷售支付、安裝調(diào)試、售后服務、維修等質(zhì)量循環(huán)中的各個環(huán)節(jié)進行全面控制管理的技術。它將質(zhì)量控制工作延伸到制造過程結(jié)束后的外部時間空間，即包含線內(nèi)控制又包含線外控制。其特點是體現(xiàn)出以“事先預防”為主的質(zhì)量控制觀。

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2.質(zhì)量保證體系

(1)體系結(jié)構(gòu)的完善化。質(zhì)量保證體系的結(jié)構(gòu)應該完善，能覆蓋質(zhì)量保證標準要素的內(nèi)容，機構(gòu)合理，各要素有部門負責管理，例如：工藝、設備、檢驗(包括元器件、材料檢驗和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗)、外購、外協(xié)(設備、PCB等)、設計、包裝等。

(2)體系運作的有效性。體系應能有效動作，并應制作相應的程序文件，經(jīng)常進行評審以及時糾正問題，包括對員工的培訓和考核。

(3)體系文件應完整，質(zhì)量記錄齊全，能反映實際工作情況。

(4)體系內(nèi)部質(zhì)量信息應能及時傳遞，以增強全體人員的質(zhì)量意識。2/6/20235

生產(chǎn)管理

1.工序管理辦法

(1)有一套正規(guī)的生產(chǎn)管理辦法，如規(guī)定有首件檢查、自檢、互檢及檢驗員巡檢的制度，工序檢驗不合格不能轉(zhuǎn)到下道工序，SMT生產(chǎn)首件產(chǎn)品中現(xiàn)場工藝運行流程如圖11-2所示。

(2)有明確的質(zhì)量控制點

SMT生產(chǎn)中的質(zhì)控點有：錫膏印刷、貼片、爐溫調(diào)控。對質(zhì)控點的要求如下：現(xiàn)場有質(zhì)控點標識;有規(guī)范的質(zhì)控點文件；控制數(shù)據(jù)記錄正確、及時、清楚；對控制數(shù)據(jù)及時進行處理；定期評估PDCA(Plan‘計劃’、Do‘執(zhí)行’、Check‘檢查’和Action‘處理’的縮寫)循環(huán)和可追溯性。2/6/20236SMT生產(chǎn)首件產(chǎn)品中現(xiàn)場工藝運行流程

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4.產(chǎn)品批次管理成批生產(chǎn)的產(chǎn)品有批號、批量等標識可以追溯(如通過計劃文件、工序卡、隨工單等)。

5.不合格品的控制有一套合格品控制辦法，根據(jù)不同情況由不同的人和部門對不合格品進行隔離、標識、記錄、評審和處置。通常組件板返修過程中，其厚／薄膜PCB返工不應超過兩次再循環(huán)，SMA的返修不應超過三次循環(huán)。2/6/20239

6.生產(chǎn)設備的維護和保養(yǎng)由于SMT設備大部分均為進口，價格昂貴，無論是操作還是用后維護均有較高的要求，因此，要有一套設備管理辦法，關鍵設備應由專職維護人員點檢，使設備始終處于完好的狀態(tài)。以貼片機為例，在實際操作中定人、定機，按日、月和班次采集原始數(shù)據(jù)，把貼片機每天、每班次的運行狀態(tài)填入《貼片機運行狀態(tài)一覽表》，統(tǒng)計每天產(chǎn)量的完成情況和正確率，并將每班次、每臺設備貼裝率繪制成《貼片機運行狀態(tài)監(jiān)控圖》，對每臺設備的狀態(tài)實施跟蹤與監(jiān)控，當某班次某臺設備貼裝正確率低于99.95%時就視為異常，需要找出異常的原因，然后立即進行處理。同時在每月初，各維修工對自己所負責的設備在上月運行過程中的狀態(tài)進行總結(jié)、分析，并填寫《一月設備運行狀態(tài)總結(jié)表》，針對其存在的問題提出改進和預防措施，并及時加以維護和修理。2/6/202310

7.生產(chǎn)環(huán)境生產(chǎn)現(xiàn)場有定置區(qū)域線，樓層(班組)有定置圖，定置圖繪制符合規(guī)范要求；定置合理，定置率高，標識應用正確；庫房材料與在制品分類儲存，所有物品堆放整齊、合理并定區(qū)、定架、定位，與位號、臺賬相符；凡停滯區(qū)內(nèi)擺放的物品必須要有定置標識，不得混放。在清潔文明方面應做到：料架、運輸車架、周轉(zhuǎn)箱無積塵；管轄區(qū)的公共走道通暢無雜物，樓梯、地面光潔無垃圾，門窗清潔無塵；文明作業(yè)，無野蠻、無序操作行為；實行“日小掃”、“周大掃”制度。 對現(xiàn)場管理有制度、有檢查、有考核、有記錄；立體包干區(qū)(包括線體四部位、設備、地面)整潔無塵，無多余物品；能做到“一日一查”、“日查日清”。2/6/202311

(2)SMT車間正常環(huán)境。SMT生產(chǎn)設備是高精度的機電一體化設備,對于環(huán)境的要求相對較高,應放置于潔凈廠房中(不低于《GB73-84潔凈廠房設計規(guī)范》中的100000級)。溫度：20℃～26℃(具有錫膏、貼片膠專用存放冰箱時可放寬)；相對濕度：40%～70%;噪聲：≤70dB；潔凈度：粒徑≤5.0≥0.5(μm),含塵濃度≤3.5×105≥2.5×104(粒/m2)。 對墻上窗戶應加窗簾,避免日光直接射到機器上,因為SMT生產(chǎn)設備基本上都配置有光電傳感器,強烈的光線會使機器誤動作。2/6/202313

(3)SMT現(xiàn)場還應有防靜電系統(tǒng)，系統(tǒng)及防靜電地線應符合國家標準。

(4)SMT機房要有嚴格的出入制度、嚴格的操作規(guī)程、嚴格的工藝紀律。如：凡非本崗位人員不得擅自入內(nèi)，在學習期間人員,至少兩人方可上機操作，未經(jīng)培訓人員嚴禁上機；所有設備不得帶故障運行，發(fā)現(xiàn)故障及時停機并向技術負責人匯報,排除故障后方可開機；所有設備與另部件,未經(jīng)允許不得隨意拆卸,室內(nèi)器材不得帶出車間等。2/6/202314靜電防護技術

1.靜電的產(chǎn)生

除了摩擦會產(chǎn)生靜電外，接觸、高速運動／沖流、溫度、壓電、電解也會產(chǎn)生靜電。

(1)接觸摩擦起電。除了不同物質(zhì)之間的接觸摩擦會產(chǎn)生靜電外，在相同物質(zhì)之間也會發(fā)生，例如當把兩塊密切接觸的塑料分開能產(chǎn)生高達l0kV以上的靜電。

(2)剝離起電。當相互密切結(jié)合的物體剝離時，會引起電荷的分離，出現(xiàn)分離物體雙方帶電的現(xiàn)象，稱為剝離起電。

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靜電放電(ESD)對電子工業(yè)的危害

(1)靜電吸附。在半導體和半導體器件制造過程廣泛采用Si02及高分子物質(zhì)的材料，由于它們的高絕緣性，在生產(chǎn)過程中易積聚很高的靜電，并易吸附空氣中的帶電微粒導致半導體介面擊穿、失效。為了防止危害，半導體和半導體器件的制造必須在潔凈室內(nèi)進行。同時潔凈室的墻壁、天花板、地板和操作人員及一切工具、器具均應采取防靜電措施。2/6/202317

(2)靜電擊穿和軟擊穿。靜電放電對靜電敏感器件的損害主要表現(xiàn)：硬擊穿，造成整個器件的失效和損壞；軟擊穿，造成器件的局部損傷，降低了器件的技術性能，而留下不易被人們發(fā)現(xiàn)的隱患以致設備不能正常工作。靜電導致器件失效的機理大致有下面兩個原因：因靜電電壓而造成的損害，主要有介質(zhì)擊穿、表面擊穿和氣弧放電；因靜電功率而造成的損害，主要有熱二次擊穿、體積擊穿和金屬噴鍍?nèi)廴凇?/p>

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現(xiàn)以MOS場效應晶體管(MOSFET)為例，MOS場效應管的鋁柵覆蓋在Si02膜上，并蓋住整個溝道，由于硅氧化膜絕緣性能好，使器件的輸入阻抗高達1012Ω以上，當鋁柵上出現(xiàn)靜電荷時，二氧化硅薄膜的高阻抗使其無從泄漏，于是就積聚在鋁柵上。此時鋁柵和Si02膜以及半導體溝三者相當于一個平板電容器，且二氧化硅的厚度僅有103?，其耐壓值僅為80～100V，而場效應管輸入電容值只有3pF，即使是微量的電荷也會使電壓升高，當電壓超過100V時，會導致Si02膜被擊穿，致使柵溝相通，器件受損。 在生產(chǎn)中，人們又常把對靜電反應敏感的電子器件稱為靜電敏感器件(StaticSensitiveDevice，SSD)。這類電子器件主要是指超大規(guī)模集成電路,特別是金屬氧化膜半導體(MOS)器件。2/6/202319

2.靜電防護方法

(1)靜電防護中所使用的材料。對于靜電防護，原則上不使用金屬導體，因?qū)w漏放電流大，會造成器件的損壞，而是采用表面電阻l×l05Ω以下的所謂靜電導體，以及表面電阻為1×105～l×l08Ω的靜電亞導體。例如在橡膠中混入導電碳黑后，其表面電阻可控制在1×106Ω以下，即為常用的靜電防護材料。2/6/202321

(2)泄漏與接地。對可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位，應提供通道，使靜電即時泄放，即通常所說的接地。通常防靜電工程中，均需獨立建立“地線”工程，并保證“地線”與大地之間的電阻小于10Ω。靜電防護材料接地的方法是：將靜電防護材料如防靜電桌面臺墊、地墊，通過1MΩ的電阻連接到通向地線的導體上，詳情見SJ／T10630—1995電子元器件制造防靜電技術要求。

IPC-A-6100標準中推薦的防靜電工作臺接地方法如圖所示。通過串接1MΩ電阻的接法是確保對地泄放電流小于5mA，通常又稱軟接地，而對設備外殼，靜電屏蔽罩通常是直接接地，則稱為硬接地。2/6/2023222/6/202323

4.非導體帶靜電的消除

對于絕緣體上的靜電，由于電荷不能在絕緣體上流動，故不能用接地的方法排除其靜電荷，而只能用下列方法來控制。

(1)使用離子風機。離子風機可以產(chǎn)生正、負離子以中和靜電源的靜電。用于那些無法通過接地來泄放靜電的場所，如空間，貼片機頭附近，使用離子風機排除靜電通常有良好的防靜電效果，如圖所示。2/6/202325

(2)使用靜電消除劑。靜電消除劑是各種表面活性劑，通過洗擦的方法，可以去掉一些物體表面的靜電，如儀表表面。當采用靜電消除劑的水溶液擦洗后能快速地消除儀表表面的靜電。

(3)控制環(huán)境濕度。濕度的增加可以使非導體材料的表面電導率增加，故物體不易積聚靜電。在有靜電的危險場所，在工藝條件許可時，可以安裝增濕機來調(diào)節(jié)環(huán)境的濕度，如在北方的工廠，由于環(huán)境濕度低容易產(chǎn)生靜電，采用增濕的方法可以降低靜電產(chǎn)生的可能，這種方法效果明顯而且價格低廉。

(4)采用靜電屏蔽。靜電屏蔽是針對易散發(fā)靜電的設備、部件、儀器而采取的屏蔽措施。通過屏蔽罩或屏蔽籠將靜電源與外界隔離，并將屏蔽罩或屏蔽籠有效地接地。2/6/202326常用靜電防護器材

1.人體靜電防護系統(tǒng)

人體靜電防護系統(tǒng)，包括防靜電的腕帶、工作服、鞋襪、帽、手套等，這種整體的防護系統(tǒng)兼具靜電泄漏與屏蔽功能，如圖所示。有關它們的技術標準與使用要求詳見SJ/T10694-1996電子產(chǎn)品制造防靜電系統(tǒng)測試方法，所有的防靜電用品通常應在專業(yè)工廠或商店購買。2/6/202327

2.防靜電地坪 防靜電地坪是為了有效將人體靜電通過地面盡快地泄放于大地，同時也能泄放設備、工裝上的靜電以及因移動操作而不宜使用腕帶的人體靜電。地面防靜電性參數(shù)的確定是既要保證在較短的時間內(nèi)將靜電電壓降至100V以下，又要保證人員的安全，系統(tǒng)電阻應控制在105～108Ω之間。2/6/202329

3.防靜電操作系統(tǒng)

防靜電操作系統(tǒng)是指各工序經(jīng)常會與元器件、組件成品發(fā)生接觸、分離或摩擦作用的工作臺面、生產(chǎn)線體、工具、包裝袋、儲運車以及清洗液等。由于構(gòu)成上述介紹的操作系統(tǒng)所用的材料均是高絕緣的橡膠、塑料、織物、木材制作，極易在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生靜電，因此都應進行防靜電處理，即操作系統(tǒng)應具備防靜電功能。2/6/202330

生產(chǎn)線內(nèi)的防靜電設施

生產(chǎn)線內(nèi)的防靜電設施應有獨立地線，并與防雷線分開；地線可靠并有完整的靜電泄漏系統(tǒng)，車間內(nèi)保持恒溫，恒濕的環(huán)境，一般溫度控制在(25±2)℃，濕度為65%±5%(RH)；入門處配有離子風，并設有明顯的防靜電警示標志。IPC-A-610B中推薦的防靜電標志如圖所示。防靜電標志可以貼在設備、器件、組件及包裝上，以提示人們在