SMT工藝 | SMT貼片組裝過程中常見失效機(jī)理及應(yīng)對措施

SMT貼片組裝由于其體積小、重量輕、密度高等優(yōu)點(diǎn)越來越受到電子產(chǎn)品的青睞和追捧。然而，不得不承認(rèn)，SMT貼片組裝技術(shù)是一把雙刃劍，在降低能耗、減小體積的同時(shí)，電子產(chǎn)品的不穩(wěn)定性也相應(yīng)提高，核心電路板的失效甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)電子系統(tǒng)慘遭崩潰。因此，我們有必要了解SMT貼片組裝過程中常見的失效機(jī)理，并及時(shí)采取正確、有效的預(yù)防措施，這樣才能從源頭保障電子產(chǎn)品的高可靠性。

失效機(jī)理一：靜電產(chǎn)生及放電

失效原理

靜電絕對可以被稱作電子產(chǎn)品的“幽靈”。靜電具有隱蔽性，不易被測試出來，而且無處不在，不僅僅在SMT組裝生產(chǎn)過程中，而且在電子產(chǎn)品存儲、運(yùn)輸、使用的各個(gè)環(huán)節(jié)中普遍存在。靜電又很難防范，一旦對電子產(chǎn)品造成危害，將是毀滅性的。

當(dāng)物體中的電子發(fā)生定向轉(zhuǎn)移時(shí)，隨著物體的極化，帶電現(xiàn)象便產(chǎn)生。電子轉(zhuǎn)移量越大，極性也就越明顯。靜電主要有兩種產(chǎn)生方式：摩擦起電和感應(yīng)帶電。前者指的是由于不同物體在表面接觸、摩擦的過程中存在能態(tài)差異，在接觸面上就會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生靜電。后者指的是不帶電的導(dǎo)體在特殊的外界電場環(huán)境作用下變?yōu)閹щ妼?dǎo)體，電子的定向聚集使物體形成感應(yīng)電勢，能夠在與電子產(chǎn)品電路板接觸時(shí)形成火花放電反應(yīng)。

應(yīng)對措施

措施一：靜電耗散和釋放

靜電耗散和釋放是SMT組裝過程中防治靜電危害的主要手段。靜電耗散指的是利用防靜電材料將同類型電荷集中在某一區(qū)域，從而降低電子元器件表面電勢，防止靜電危害形成。靜電釋放指的是將物體表面已經(jīng)積累的電荷轉(zhuǎn)移向大地的過程。

靜電接地有軟接地和硬接地兩種形式，軟接地是通過限制流過人體的電流進(jìn)入大地的方式實(shí)現(xiàn)的；而硬接地是通過將電子元器件直接接地實(shí)現(xiàn)的。兩種靜電接地在SMT組裝過程中都得到了廣泛的應(yīng)用，組裝線工人主要依靠軟接地進(jìn)行靜電釋放，大型用電設(shè)備主要依靠硬接地釋放靜電。

措施二：靜電中和

靜電中和，顧名思義，就是利用相反電荷的作用，將原始電荷進(jìn)行中和，達(dá)到削弱或者消除靜電的目的。靜電中和作為消除靜電的措施之一，主要是彌補(bǔ)不能使用靜電防護(hù)材料的情況。通常來說，靜電中和主要用于局部工作區(qū)域或工作臺，有時(shí)也應(yīng)用于組裝車間整體。

措施三：提高環(huán)境濕度

研究表明，空氣濕度對靜電影響很大，濕度越高，靜電產(chǎn)生的危害越小。因此，可以適當(dāng)增加組裝環(huán)境的濕度，實(shí)現(xiàn)對靜電的良好控制。當(dāng)然，濕度增加的程度一定要嚴(yán)格控制，否則不但會影響到電子元器件的性能，也會對作業(yè)人員的身體造成傷害。

失效機(jī)理二：溫濕度敏感電子元件

失效原理

電子組裝過程中，一些對于環(huán)境中溫濕度的變化較為敏感的元器件受環(huán)境中溫濕度的影響，可能會發(fā)生失效。SMT組裝過程中，當(dāng)溫濕度敏感元件經(jīng)歷回流焊接或波峰焊接時(shí)，高溫可能會使元件內(nèi)部的濕氣轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽，易造成元件內(nèi)部發(fā)生形變，后期也可能會發(fā)生腐蝕。元器件一旦遭受腐蝕傷害，就會導(dǎo)致脆性增加、接觸電阻值增加，熱膨脹系數(shù)變化等結(jié)果，為電子產(chǎn)品后期使用埋下了隱患。

應(yīng)對措施

元器件生產(chǎn)

溫濕度敏感電子元器件生產(chǎn)廠房的必須嚴(yán)格控制其溫度和濕度，廠房環(huán)境必須帶有明確的防護(hù)說明，一旦環(huán)境在溫度和濕度上發(fā)生變化，就要適當(dāng)調(diào)整，以免影響元器件性能。

元器件包裝

溫濕度敏感元器件必須要采用真空包裝，并且里面必須要帶有濕敏卡以及濕敏標(biāo)簽，濕敏標(biāo)簽會隨著內(nèi)部濕度變化展示不同的顏色，通過觀察濕敏卡的顏色，就能夠確定濕敏元件存放環(huán)境是否滿足要求。

元器件存儲