在工控自動(dòng)化領(lǐng)域，PCBA電路板作為核心部件，其生產(chǎn)質(zhì)量直接影響到工控設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。而靜電放電（ESD）是PCBA生產(chǎn)過程中不容忽視的潛在威脅，它可能導(dǎo)致電子元件損壞、性能下降，甚至造成整個(gè)電路板失效。尤其在SMT貼片和工控PCBA加工環(huán)節(jié)，靜電防護(hù)顯得尤為重要。深圳PCBA加工廠-1943科技將結(jié)合工控PCBA加工和SMT貼片等相關(guān)工藝，探討靜電放電防護(hù)的關(guān)鍵措施。
一、靜電放電對(duì)工控PCBA生產(chǎn)的危害
在工控PCBA生產(chǎn)過程中，尤其是SMT貼片環(huán)節(jié)，大量使用靜電敏感元件（如集成電路、晶體管、貼片電容電阻等）。靜電放電時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓（可達(dá)數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏）和強(qiáng)電流，會(huì)通過兩種主要方式對(duì)元件造成損害：一是直接擊穿元件的絕緣層，導(dǎo)致元件永久性失效；二是雖未立即擊穿，但造成元件的軟損傷，使元件的可靠性下降，在后續(xù)使用過程中容易出現(xiàn)故障。這些損害不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，還會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度，甚至導(dǎo)致工控設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)異常，造成更大的損失。
二、工控PCBA生產(chǎn)中靜電放電防護(hù)的關(guān)鍵措施
（一）生產(chǎn)環(huán)境的靜電控制
- 靜電防護(hù)區(qū)域劃分：將工控PCBA加工和SMT貼片等關(guān)鍵工序所在區(qū)域劃分為靜電防護(hù)區(qū)（EPA），在該區(qū)域入口處設(shè)置明顯的警示標(biāo)識(shí)，限制非必要人員進(jìn)入。同時(shí)，在防護(hù)區(qū)內(nèi)鋪設(shè)防靜電地板或地墊，其表面電阻應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（1×10?Ω?cm~1×10¹?Ω?cm），確保靜電能夠及時(shí)導(dǎo)走。
- 環(huán)境濕度控制：靜電的產(chǎn)生與環(huán)境濕度密切相關(guān)，相對(duì)濕度較低時(shí)，空氣中的靜電更容易積累。在SMT貼片和PCBA加工過程中，應(yīng)將環(huán)境相對(duì)濕度控制在40%~60%之間，可通過安裝加濕器或除濕器來(lái)實(shí)現(xiàn)濕度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。合適的濕度不僅能減少靜電的產(chǎn)生，還能防止元件因干燥而產(chǎn)生的靜電吸附現(xiàn)象。
- 墻面和天花板處理：選用防靜電涂料對(duì)防護(hù)區(qū)的墻面和天花板進(jìn)行處理，使其表面電阻達(dá)到防靜電要求，避免靜電在墻體表面積累。同時(shí)，保持墻面和天花板的清潔，定期進(jìn)行除塵處理，防止灰塵顆粒攜帶靜電對(duì)元件造成影響。
（二）人員的靜電防護(hù)
- 防靜電著裝：進(jìn)入靜電防護(hù)區(qū)的人員必須穿著防靜電工作服、工作鞋和戴防靜電手套。防靜電工作服采用特殊面料制成，能夠有效導(dǎo)走人體產(chǎn)生的靜電；工作鞋的鞋底應(yīng)具有導(dǎo)電性能，確保人體與地面之間形成良好的靜電通路。此外，在進(jìn)行SMT貼片等精細(xì)操作時(shí)，操作人員還應(yīng)佩戴防靜電腕帶，腕帶通過導(dǎo)線與接地系統(tǒng)連接，使人體靜電能夠及時(shí)釋放。
- 人員培訓(xùn)：定期對(duì)生產(chǎn)人員進(jìn)行靜電防護(hù)知識(shí)培訓(xùn)，使其了解靜電的產(chǎn)生原理、危害以及防護(hù)措施。培訓(xùn)內(nèi)容包括防靜電著裝的正確穿戴方法、操作過程中的靜電防護(hù)規(guī)范（如避免在操作過程中觸摸元件的引腳、避免快速移動(dòng)產(chǎn)生摩擦靜電等）。通過培訓(xùn)，提高人員的靜電防護(hù)意識(shí)，從人為因素上減少靜電放電的風(fēng)險(xiǎn)。
（三）設(shè)備和工具的防靜電措施
- 設(shè)備接地：工控PCBA加工和SMT貼片過程中使用的各種設(shè)備（如貼片機(jī)、回流焊爐、波峰焊爐、印刷機(jī)等）必須進(jìn)行可靠接地。設(shè)備的金屬外殼、機(jī)架等應(yīng)通過專用接地線與接地系統(tǒng)連接，接地電阻應(yīng)小于4Ω。接地系統(tǒng)能夠及時(shí)將設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地，避免靜電在設(shè)備表面積累。
- 防靜電工具使用：在操作過程中，應(yīng)使用防靜電的工具和器具，如防靜電鑷子、防靜電吸筆、防靜電周轉(zhuǎn)箱等。這些工具采用防靜電材料制成，能夠有效防止在拿取、放置元件和電路板時(shí)產(chǎn)生靜電。同時(shí)，對(duì)工具進(jìn)行定期檢測(cè)，確保其防靜電性能良好。
- 設(shè)備維護(hù)：定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，檢查設(shè)備的接地情況、部件的絕緣性能等。例如，對(duì)于貼片機(jī)的吸嘴，要定期清潔和檢查，避免因吸嘴表面污染或磨損而產(chǎn)生靜電吸附現(xiàn)象，影響元件的貼裝精度和質(zhì)量。
（四）物料的靜電防護(hù)
- 元件包裝：靜電敏感元件在采購(gòu)和運(yùn)輸過程中，應(yīng)采用防靜電包裝材料，如防靜電塑料袋、防靜電泡沫盒、防靜電屏蔽袋等。這些包裝材料能夠有效屏蔽外界靜電場(chǎng)，保護(hù)元件免受靜電影響。在打開元件包裝前，應(yīng)先對(duì)包裝進(jìn)行靜電釋放處理，如將包裝放置在防靜電工作臺(tái)上一段時(shí)間，使包裝表面的靜電通過工作臺(tái)導(dǎo)走。
- 物料存儲(chǔ)：元件和PCBA半成品應(yīng)存放在防靜電的存儲(chǔ)柜或貨架中，存儲(chǔ)環(huán)境應(yīng)滿足防靜電要求（如濕度、溫度控制）。對(duì)于長(zhǎng)期存放的物料，要定期進(jìn)行檢查，確保包裝完好，防止靜電積累對(duì)物料造成損害。
- 物料周轉(zhuǎn)：在物料周轉(zhuǎn)過程中，使用防靜電周轉(zhuǎn)箱和周轉(zhuǎn)車，確保物料在運(yùn)輸和搬運(yùn)過程中不受靜電影響。同時(shí)，在周轉(zhuǎn)過程中避免劇烈碰撞和摩擦，減少靜電產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。
（五）工藝過程中的靜電控制
- SMT貼片環(huán)節(jié)：在SMT貼片過程中，從元件的拾取、貼裝到回流焊，每個(gè)步驟都需要注意靜電防護(hù)。例如，在拾取元件時(shí)，確保吸嘴和元件接觸良好，避免因靜電吸附導(dǎo)致元件偏移或掉落；貼裝過程中，保持貼裝頭的清潔和防靜電性能，防止靜電對(duì)元件造成損害。此外，在回流焊過程中，控制好溫度和時(shí)間，避免因溫度變化過快導(dǎo)致元件產(chǎn)生靜電應(yīng)力。
- PCBA加工環(huán)節(jié)：在PCBA的焊接、測(cè)試、組裝等加工環(huán)節(jié)，同樣要做好靜電防護(hù)。焊接時(shí)，使用防靜電的焊臺(tái)和烙鐵，確保焊臺(tái)接地良好，避免焊接過程中產(chǎn)生的靜電對(duì)元件造成損傷；測(cè)試過程中，測(cè)試設(shè)備和夾具應(yīng)具有防靜電功能，防止測(cè)試過程中靜電對(duì)電路板上的元件產(chǎn)生影響。
- 接地連續(xù)性檢查：在整個(gè)工藝過程中，定期對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保接地連續(xù)性良好?？梢酝ㄟ^接地電阻測(cè)試儀對(duì)各個(gè)接地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地故障并進(jìn)行修復(fù)，保證靜電能夠有效導(dǎo)走。
三、結(jié)論
在工控自動(dòng)化PCBA生產(chǎn)過程中，靜電放電防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及生產(chǎn)環(huán)境、人員、設(shè)備、物料和工藝等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過采取上述關(guān)鍵措施，能夠有效減少靜電的產(chǎn)生和積累，降低靜電放電對(duì)電子元件和PCBA的損害，提高工控PCBA的生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)自身的生產(chǎn)工藝和設(shè)備特點(diǎn)，制定詳細(xì)的靜電防護(hù)規(guī)范，并嚴(yán)格執(zhí)行，確保靜電防護(hù)工作落到實(shí)處，為工控設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問深圳PCBA加工廠-1943科技。
2024-04-26
