Leiterplattentechnisch - PCBA-Komponenten sind anfällig für elektrostatischen Ausfall?

Unter welchen Umständen wird Leiterplatten elektrostatische Schäden erleiden? Es kann gesagt werden, dass der gesamte Prozess der elektronischen Produkte von der Produktion bis zur Verwendung durch statische Elektrizität bedroht ist. Aus der Geräteherstellung, SMT-Chipverarbeitung, Leiterplattenschweißen zum Steckverbinderschweißen, komplette Maschinenmontage, Verpackung und Transport zur Produktanwendung, alle sind unter der Gefahr von statischer Elektrizität.

1. Analyse des elektrostatischen Abbaus

Die MOS-Röhre ist ein ESD-empfindliches Gerät, sein Eingangswiderstand ist sehr hoch, und die Kapazität zwischen dem Gate und der Quelle ist sehr klein, so dass es sehr einfach ist, durch das externe elektromagnetische Feld oder statische Elektrizität aufgeladen zu werden (eine kleine Menge an Ladung kann eine beträchtliche Menge auf der Kapazität zwischen den Elektroden bilden. Hochspannung (denken Sie an U=Q/C) wird die Röhre beschädigen), Und weil es schwierig ist, die Ladung bei starker statischer Elektrizität zu entladen, ist es leicht, einen elektrostatischen Ausfall zu verursachen. Es gibt zwei Arten des elektrostatischen Zusammenbruchs: eine ist der Spannungstyp, das heißt, die dünne Oxidschicht des Tores bricht zusammen und verursacht einen Kurzschluss zwischen dem Tor und der Quelle oder einen Kurzschluss zwischen dem Tor und dem Abfluss; Der Aluminiumstreifen des chemischen Films wird geblasen, was zu einem offenen Tor oder einer offenen Quelle führt. Die JFET-Röhre hat, wie die MOS-Röhre, einen sehr hohen Eingangswiderstand, aber der Eingangswiderstand der MOS-Röhre ist höher.

Reverse-biased pn-junctions sind anfälliger für diermische Ausfälle als vorwärts-biased pn-junctions, und die Energie, die benötigt wird, um die junctions unter reverse-biased Bedingungen zu beschädigen, beträgt nur etwa ein Zehntel der Energie unter vorwärts-biased Bedingungen. Dies liegt daran, dass bei Reverse Bias der größte Teil der Energie in der Mitte des Verbindungsbereichs verbraucht wird, während bei Forward Bias es hauptsächlich auf dem Massenwiderstand außerhalb des Verbindungsbereichs verbraucht wird. Bei bipolaren Geräten ist die Fläche der Emitterverbindung normalerweise kleiner als die anderer Verbindungen, und die Verbindungsoberfläche ist näher an der Oberfläche als andere Verbindungen, so dass die Degradation der Emitterverbindung oft beobachtet wird. Darüber hinaus ist eine pn-Verbindung mit einer Durchschlagsspannung höher als 100V oder einem Leckstrom weniger als 1nA (wie die Gate-Verbindung eines JFET) empfindlicher gegenüber elektrostatischer Entladung als eine herkömmliche pn-Verbindung ähnlicher Größe.

Alles ist relativ, nicht absolut. MOS-Transistoren sind nur empfindlicher gegenüber anderen Geräten. ESD hat eine große Eigenschaft der Zufälligkeit. Es ist nicht möglich, MOS-Transistoren zu zerlegen, ohne ihnen zu begegnen. Auch wenn ESD erzeugt wird, darf das Rohr nicht abgebrochen werden. Die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der statischen Elektrizität sind:

(1) Es gibt die Kraft der Anziehung oder Abstoßung;

(2) Es gibt ein elektrisches Feld und es gibt einen Potentialunterschied zur Erde;

(3) Entladestrom wird erzeugt.

Diese drei Situationen, nämlich ESD, betreffen im Allgemeinen elektronische Bauteile in den folgenden drei Situationen:

(1) Das Bauteil absorbiert Staub, ändert die Impedanz zwischen den Leitungen und beeinflusst die Funktion und Lebensdauer des Bauteils;

(2) Aufgrund des elektrischen Feldes oder Stroms, der die Isolationsschicht und den Leiter des Bauteils zerstört, kann das Bauteil nicht arbeiten (vollständig zerstört);

(3) Aufgrund des sofortigen elektrischen Feldweichen oder der Überhitzung des Stroms wird das Bauteil verletzt. Obwohl es noch funktionieren kann, ist die Lebensdauer beschädigt. Daher kann die Beschädigung von ESD an der MOS-Röhre ein oder drei Fälle sein, und es ist nicht unbedingt der zweite Fall jedes Mal. In den oben genannten drei Fällen, wenn das Bauteil vollständig zerstört wird, muss es während der Produktion und Qualitätsprüfung mit weniger Auswirkungen erkannt und beseitigt werden.

Wenn das Bauteil leicht beschädigt ist, Es ist nicht einfach, im normalen Test gefunden zu werden. In diesem Fall, der Schaden wird oft nach vielen PCBA-Verarbeitung, auch wenn es bereits im Einsatz ist. Es ist nicht nur schwierig zu überprüfen, aber der Verlust ist auch schwer vorherzusagen. Der Schaden, der durch statische Elektrizität an elektronischen Komponenten verursacht wird, ist nicht geringer als der Schaden, der durch schwere Feuer- und Explosionsunfälle verursacht wird.

Zweitens die Verhinderung von statischer Elektrizität

Während des gesamten Produktionsprozesses elektronischer Produkte können elektrostatisch empfindliche Bauteile in jedem kleinen Schritt durch statische Elektrizität beeinträchtigt oder beschädigt werden. Tatsächlich ist der wichtigste und leicht vernachlässigbare Punkt die Übertragung und der Transport der Komponenten. der Prozess von. In diesem Prozess wird der Transport leicht durch statische Elektrizität beschädigt, die durch das externe elektrische Feld erzeugt wird (z. B. Vorbeifahren in der Nähe von Hochspannungsanlagen, häufige Bewegung von Arbeitern, schnelle Bewegung von Fahrzeugen usw.). Daher muss dem Transport- und Transportprozess besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, um Verluste zu reduzieren und Gleichgültigkeit zu vermeiden. Streitigkeiten. Wenn Sie es schützen, fügen Sie Zener Spannungsregler hinzu, um es zu schützen.

Die aktuelle MOS-Röhre lässt sich nicht so einfach abbauen, insbesondere die Hochleistungs-vmos, die hauptsächlich durch Dioden geschützt sind. Die vmos-Gate-Kapazität ist groß, und keine Hochspannung kann induziert werden. Im Gegensatz zum trockenen Norden ist der feuchte Süden nicht anfällig für statische Elektrizität. Darüber hinaus wurde bei den meisten CMOS-Geräten ein IO-Port-Schutz hinzugefügt. Aber es ist keine gute Angewohnheit, die Pins von CMOS-Geräten direkt mit den Händen zu berühren. Mach wenigstens die Lötbarkeit des Stifts schlechter.

1.Der Eingangswiderstand der MOS-Röhre selbst ist sehr hoch, und die Kapazität zwischen dem Tor und der Quelle ist sehr klein, so dass es sehr einfach ist, durch das externe elektromagnetische Feld oder elektrostatische Induktion aufgeladen zu werden, und eine kleine Menge an Ladung kann eine sehr hohe Spannung auf der Kapazität zwischen den Elektroden bilden (U=Q/C), beschädigen Sie das Rohr. Obwohl die MOS-Eingangsklemme antistatische Schutzmaßnahmen aufweist, muss sie dennoch vorsichtig behandelt werden.

Es ist am besten, Metallbehälter oder leitfähige Materialien für Verpackungen während der Lagerung und des Transports zu verwenden und sie nicht in chemische Materialien oder chemische Fasergewebe zu platzieren, die anfällig für statische Elektrizität und Hochspannung sind. Wenn PCBA montiert und debugged wird, sollten Werkzeuge, Instrumente, Werkbänke usw. gut geerdet sein.

Es ist notwendig, Schäden durch elektrostatische Störungen des Bedieners zu verhindern. Zum Beispiel ist es nicht geeignet, Nylon- oder Chemiefaserkleidung zu tragen. Am besten berühren Sie den Boden mit Händen oder Werkzeugen, bevor Sie den integrierten Block berühren. Wenn die Geräteleitungen gerade und gebogen oder manuell geschweißt werden, muss die verwendete Ausrüstung gut geerdet sein.

2. Die Stromtoleranz der Schutzdiode am Eingangsende der MOS-Schaltung beträgt im Allgemeinen 1mA, wenn sie eingeschaltet ist. When there may be excessive transient input current (over 10mA), Der Eingangsschutzwiderstand sollte in Reihe geschaltet werden. Daher, the Leiterplattenfabrik kann während der Anwendung eine MOS-Röhre mit internen Schutzwiderständen wählen. Darüber hinaus, weil die momentane Energie, die vom Schutzkreis absorbiert wird, begrenzt ist, Zu große Momentansignale und zu hohe elektrostatische Spannung machen den Schutzkreis nutzlos. Daher, Der elektrische Lötkolben muss beim Löten der Leiterplatte zuverlässig geerdet werden, um ein Lecken der Geräteeingangskontrolle zu verhindern. Allgemeiner Gebrauch, Die Restwärme des elektrischen Lötkolbens kann nach dem Ausschalten des Stroms zum Schweißen verwendet werden, und der Erdungsstift sollte zuerst gelötet werden.