SMT技術8靜電防護管理實用教案

1、SMTSMT產(chǎn)品質(zhì)量(chn pn zh lin)(chn pn zh lin)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(xngnng)、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：Quality Contr01)作為一門管理學科，已從統(tǒng)計質(zhì)量控制(SQC：Statistical Quality Contr01)和全面質(zhì)量控制(TQC：Total

2、 Quality Contr0l)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。 第1頁/共33頁第一頁，共34頁。 全面質(zhì)量(zhling)控制是一種對質(zhì)量(zhling)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(zhling)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(zhling)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(zhling)控制觀。 第2頁/共3

3、3頁第二頁，共34頁。統(tǒng)計質(zhì)量控制有三種基本方法:(1)用正交設計與參數(shù)設計方法提高設計質(zhì)量 的線外質(zhì)量控制；(2)控制圖法，即記錄質(zhì)量參數(shù)的波動數(shù)據(jù)、 設置控制界限，以發(fā)現(xiàn)并控制異常數(shù)據(jù)波動點； (3)抽樣檢查，即在不同(b tn)時間段隨機抽取一定 的比例進行統(tǒng)計分析處理。第3頁/共33頁第三頁，共34頁。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

4、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(fnyng)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。第4頁/共33頁第四頁，共34頁。 生產(chǎn)(shngchn)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(xinchng)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(xinchng)有質(zhì)控點標識;有規(guī)

5、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。第5頁/共33頁第五頁，共34頁。SMT生產(chǎn)首件產(chǎn)品中現(xiàn)場(xinchng)工藝運行流程第6頁/共33頁第六頁，共34頁。 2.工藝文件 主要工序都有工藝規(guī)程或作業(yè)(zuy)指導書，工人嚴格按工藝文件操作，工藝文件處于受控狀態(tài)，現(xiàn)場可以取得現(xiàn)行有效版本的工藝文件。 3.關鍵工序和特殊工序的控制 分清關鍵工序和特殊工序，進行工藝參數(shù)的重點監(jiān)控。在關鍵工序和特殊工序工作的工人要通過培訓考核，對這些工序的設備、工具、量具等均應特別重視

6、。第7頁/共33頁第七頁，共34頁。 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(pn shn)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)。第8頁/共33頁第八頁，共34頁。 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

7、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( jsh)加以維護和修理。第9頁/共33頁第九頁，共34頁。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

8、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(zhd)。對現(xiàn)場管理有制度(zhd)、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”。第10頁/共33頁第十頁，共34頁。生產(chǎn)線的輔助(fzh)環(huán)境 (1)動力因素。S

9、MT設備所需動力通常為二部分(b fen)： 電能與壓縮空氣。其質(zhì)量好壞不僅影響設備的正常運行, 而且直接影響設備的使用壽命。壓縮空氣。SMT生產(chǎn)線上, 設備的動力是壓縮空氣， 一臺設備上少則幾個氣缸、電磁閥 , 多則二十幾個氣缸與電磁閥，壓縮空氣應用統(tǒng)一配備的氣源管網(wǎng)引入生產(chǎn)線相應設備，空壓機離廠房要有一定距離；氣壓通常為，由墻外引入時應考慮到管路損耗量；壓縮空氣應除油、除水、除塵，含油量低于0.510-6。 采用三相五線制交流工頻供電。所謂三相五線制交流工頻供電是指除由電網(wǎng)接入U、V、W三相相線之外，電源的工作零線與保護地線要嚴格分開接入；在機器的變壓器前要加裝線路濾波器或交流穩(wěn)壓器, 電

10、源電壓不穩(wěn)及電源凈化不好, 機器會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失及其它損壞。第11頁/共33頁第十一頁，共34頁。 (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：2026(具有錫膏、貼片膠專用存放(cnfng)冰箱時可放寬)； 相對濕度：40%70%; 噪聲：70dB； 潔凈度：粒徑5.0 0.5(m),含塵濃度3.5105 2.5104(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。第1

11、2頁/共33頁第十二頁，共34頁。 (3)SMT現(xiàn)場還應有(yn yu)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。第13頁/共33頁第十三頁，共34頁。靜電(jngdin)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

12、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(bl)起電。當相互密切結(jié)合的物體剝離(bl)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(bl)起電。第14頁/共33頁第十四頁，共34頁。 (3) (3)斷裂帶電。材料因機械破裂使帶電粒子分開，斷裂兩半后的材料各帶上等量的異性電荷。 (4) (4)高速運動中的物體帶電。物體的高速運動，其物體表面會因與空氣的摩擦(mc)(mc)而帶電。最典型的案例是高速貼片機貼片過程中因元器件的快速運動而產(chǎn)生靜電，其靜電壓約在600V600V左右。 第15

13、頁/共33頁第十五頁，共34頁。靜電放電(ESD)對電子(dinz)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(guchng)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(guchng)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。第16頁/共33頁第十六頁，共34頁。 (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

14、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( jnsh)噴鍍?nèi)廴凇?第17頁/共33頁第十七頁，共34頁。 現(xiàn)以MOSMOS場效應晶體管(MOSFET)(MOSFET)為例，MOSMOS場效應管的鋁柵覆蓋在Si02Si02膜上，并蓋住整個(zhngg)(zhngg)溝道，由于硅氧化膜絕緣性能好，使器件的輸入阻抗高達10121012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S

15、i02Si02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103103，其耐壓值僅為8080100V100V，而場效應管輸入電容值只有3pF3pF，即使是微量的電荷也會使電壓升高，當電壓超過100V100V時，會導致Si02Si02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(Static Sensitive Device(Static Sensitive Device，SSD)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)(MOS)器件。第18頁/共33頁第十八頁，共34頁。靜電靜電(j

16、ngdin)(jngdin)防護防護1.靜電防護原理在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對SSD進行靜電防護的基本思想有兩 個：一是對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電的積聚，即采取一定的措 施，減少高壓靜電放電帶來的危害，使之邊產(chǎn)生邊“泄放”，以消除靜 電的積聚，并控制在一個安全(nqun)范圍之內(nèi)；二是對已存在的靜電荷積聚 的靜電源采取措施,使之迅速地消散掉，即時“泄放”。 因此，電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的靜電防護的核心是“靜電消除”。當然這里的消除并非指“一點不存在”，而是控制在最小限度之內(nèi)。第19頁/共33頁第十九頁，共34頁。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

17、漏放電流大，會造成器件的損壞，而是采用表面電阻ll05以下的所謂靜電導體，以及表面電阻為1105ll08的靜電亞導體。例如在橡膠中混入導電碳黑(tn hi)后，其表面電阻可控制在1106以下，即為常用的靜電防護材料。第20頁/共33頁第二十頁，共34頁。 (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10。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(tnggu)1M的電阻連接到通向地線的導體上，詳情見SJ T106301995電子元器件

18、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(tnggu)串接1M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。第21頁/共33頁第二十一頁，共34頁。第22頁/共33頁第二十二頁，共34頁。 3.導體帶靜電的消除 導體上的靜電可以用接地的方法使其泄漏到大地，一般要求在1s內(nèi)將靜電泄漏至電壓(diny)降至100V以下的安全區(qū)，這樣可以防止因泄漏時間過短，泄漏電流過大對SSD造成損壞。所以在靜電防護系統(tǒng)中通常有1M的限流電阻，將泄放電流控制在5mA以下。這也是為操作者的安全而設計的

19、。如果操作人員在靜電防護系統(tǒng)中不注意觸及到220V的工業(yè)電壓(diny)也不會帶來危險。第23頁/共33頁第二十三頁，共34頁。 4.非導體帶靜電的消除 對于絕緣體上的靜電，由于(yuy)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。第24頁/共33頁第二十四頁，共34頁。 (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。

20、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(rngy)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。第25頁/共33頁第二十五頁，共34頁。常用靜電防護(fngh)器材1.人體靜電防護系統(tǒng)人體靜電防護系統(tǒng)，包

21、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/T 10694-1996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(tngchng)應在專業(yè)工廠或商店購買。第26頁/共33頁第二十六頁，共34頁。第27頁/共33頁第二十七頁，共34頁。2.防靜電地坪(d pn)防靜電地坪(d pn)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105108之間。第28頁/共33頁第二十八頁，共34頁。 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(gngj)、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