文章详情

避免在制造地板上静电放电

日期:2024-04-26 09:13
浏览次数:277
摘要:正确选择抗静电生产扭矩工具可以帮助控制困扰制造过程的“隐形威胁”

避免在制造地板上静电放电


 

正确选择抗静电生产扭矩工具可以帮助控制困扰制造过程的“隐形威胁”避免在制造地板上静电放电

你相信鬼吗?如果您是制造工程师,或者发现自己涉及微电子产品生产环境中的任何地方,您至少应该相信静电放电(ESD)的无形现实。因为制造地板上的ESD事故造成的灾难性或潜在故障的幽灵,对产品的任何损害都不会对产品造成伤害。

尽管近来电子工程在创造更快,更小,更智能和耗电更少的电子设备方面取得了成功,但简单的ESD仍然潜伏着作为一种持续的危险。鉴于今天的工作电压低至1.5伏特,芯片组走线宽度仅为400埃,因此ESD损坏的风险比以往任何时候都大。防止其发生的任何失误都会影响生产产量,制造成本,产品质量,产品可靠性,声誉和盈利能力。行业专家估计,由于ESD导致的平均产品损失范围为8-33%。避免在制造地板上静电放电
 
许多制造和质量管理工程师已采取一些预防措施 - 例如使用腕带和脚跟带 - 从正在进行的工作中驱除ESD。但那些隐藏在生产工具中的小鬼呢?如果您的工具缺少适当的接地,那么您仍然会使您的产品面临风险。

因此,快速回顾一下静电的基本原理,因为它们适用于制造环境,因此有助于阐明确保所有生产工具都考虑到ESD衰减的重要性。

静电原理
产生静电荷的较常见方法是通过摩擦带电,其涉及两种不同材料的机械接触和分离。例如,将塑料封装的电子螺丝刀滑过金属工作表面的过程可产生显着的静电电荷。避免在制造地板上静电放电

在原子水平上,当两个物体之间的静电势存在任何差异时,在这些带电材料之间发生电子转移,使得它们的电势可以变得平衡。这种能量交换构成静电放电,并且在微秒至纳秒的间隔内发生。

这些电位实际放电到敏感元件或器件是在两个基本模型下进行的。较常见的损坏原因通常是通过将静电电荷从人体直接转移到ESD敏感设备来实现的。被称为人体模型,大多数预防措施 - 如佩戴腕带 - 专注于这种转移渠道。

然而,同样有害的放电可能发生在带电的导电物体上,例如金属工具。例如,工人可能完全接地,但如果他或她将敏感元件或电路卡与未接地的电动螺丝刀接触,则仍可能发生ESD损坏。用于表征此类事件的模型称为机器模型。在这里,许多制造工程师不知不觉地将他们的产品暴露在ESD的影响之下。大多数台式工具都会产生电荷,除非它们被消散或防止,否则会导致元件损坏。

例如,许多驱动器都是用塑料外壳制造的。诸如塑料的绝缘体固有地包括可测量的电导并且可以构建和存储大的电荷。另一方面,大多数外壳或机柜由高导电金属材料制成。当接地不充分的驱动器与导体接触时,静电电荷几乎瞬间就会在极高的电压下流出。

ESD造成的影响/损坏
即使在低于200V的ESD电压下,半导体中也会发生栅极氧化物破坏,从而完全改变其电气特性。低ESD电压还可能导致结失效,其中键合线连接到微元件封装内的引线。因为这些静电放电水平远远低于人们通常所感受到的水平 - 大约为3,000到4,000伏特 - 大多数静电放电都没有被装配工人忽视。特别是当使用电动螺丝刀时,装配工将其打开并仅听到电动机的旋转声。任何噪音都会引起,因为无法听到空气中的静电电弧。然而,损害是在瞬间完成的,它采取两种形式的形状。

就像我们所知道的魔鬼一样,灾难性故障会使组件或电路卡立即出现故障。基本质量/性能测试在产品发货前很久就会检测到这些故障 在这种情况下,更换损坏的部件或卡可以立即纠正问题。避免在制造地板上静电放电

然而,从长远来看,更有害的是潜在的失败。暴露于ESD事件的设备可能部分降级,但在整个测试过程中继续执行其预期的功能。然而,一旦设备被运送到客户并被放置在现场,操作寿命可能至终大大缩短。此类产品召回方案会损害OEM /供应商的信心,并至终威胁到组织的运营寿命。

由于潜在缺陷极难检测 - 缺少电子显微镜下的部分检查 - 对预防的极度关注是有效的防御武器。

正确的工具如何掩盖你的伤害
今天的制造工程师拥有大量的产品作为**符,以抵御ESD造成的**。大多数这些措施 - 例如手腕或脚跟带,鞋套和导电垫 - 仅关注人体模型。然而,如果组装中使用的工具缺乏必要的基础,那么对员工和设施施加的所有预防措施都是徒劳的。

由于机器模型认识到未接地的装配工具与未接地的人员一样构成ESD风险,因此每个制造和质量工程师都应该确保只将正确接地的工具引入生产环境。避免在制造地板上静电放电

一些经常见的违规者是电动螺丝/螺母驱动器,因为他们发现自己广泛用于所有级别的装配。然而,正确地将手动工具接地不仅仅是在电源线的末端添加尾纤。对于许多这些驱动器,用于身体的塑料外壳本身可以产生显着的静电荷。有些驱动程序甚至没有直接连接位和工具的其余部分。避免在制造地板上静电放电

理想情况下,任何工具都必须从一开始就考虑到完整的地面路径。例如,Mountz--一家拥有超过45年历史的上等工具制造商 - 确保将导电材料用于工具外壳,以帮助控制静电积聚。卡盘和电机组件的每个方面都涉及耗散或传导措施。这种对细节的关注贯穿到从驱动器通向速度/转矩控制变压器的电缆的覆盖层。通过确保从螺丝刀或螺母驱动器**到电源插座的不间断接地路径,至大化路径以消耗电荷。在Mountz ESD电动螺丝刀中,ESD敏感部件和接地之间的电阻小于1欧姆。
 
当今电子行业的竞争市场不再允许制造车间出现任何错误。任何组织都未能充分认识到非常真实的可持续发展教育模式及其可能造成的破坏,就有可能失去市场份额的风险,因为这些公司利用每一种可用的防御来抵御这种恶意精神。