PCB Tecnico - I componenti PCBA sono suscettibili alla rottura elettrostatica?

In quali circostanze le schede PCBA subiranno danni elettrostatici? Si può dire che l'intero processo dei prodotti elettronici dalla produzione all'uso è minacciato dall'elettricità statica. Dalla produzione del dispositivo, l'elaborazione del chip SMT, la saldatura del circuito stampato alla saldatura dell'assemblaggio plug-in, l'assemblaggio completo della macchina, l'imballaggio e il trasporto all'applicazione del prodotto, tutti sono sotto la minaccia di elettricità statica.

1. Analisi della rottura elettrostatica

Il tubo MOS è un dispositivo sensibile ESD, la sua resistenza in ingresso è molto alta e la capacità tra il cancello e la sorgente è molto piccola, quindi è molto facile essere caricato dal campo elettromagnetico esterno o dall'elettricità statica (una piccola quantità di carica può formare una quantità considerevole sulla capacità tra gli elettrodi. Alta tensione (pensate U=Q/C) danneggerà il tubo), e poiché è difficile scaricare la carica in caso di forte elettricità statica, è facile causare guasti elettrostatici. Ci sono due modi di rottura elettrostatica: uno è il tipo di tensione, cioè lo strato sottile di ossido del cancello si rompe, causando un cortocircuito tra il cancello e la sorgente, o un cortocircuito tra il cancello e lo scarico; L'altro è il tipo di potenza, cioè metallo La striscia di alluminio del film chimico viene soffiata, con conseguente un cancello aperto o un open source. Il tubo JFET, come il tubo MOS, ha una resistenza di ingresso molto elevata, ma la resistenza di ingresso del tubo MOS è più alta.

Le giunzioni pn a polarizzazione inversa sono più soggette a guasti termici rispetto alle giunzioni pn a polarizzazione avanzata e l'energia necessaria per danneggiare la giunzione in condizioni di polarizzazione inversa è solo circa un decimo di quella in condizioni di polarizzazione avanzata. Questo perché nel bias inverso, la maggior parte della potenza viene consumata al centro dell'area di giunzione, mentre nel bias in avanti, viene consumata principalmente sulla resistenza di massa al di fuori dell'area di giunzione. Per i dispositivi bipolari, l'area della giunzione dell'emettitore è solitamente più piccola di quella di altre giunzioni e la superficie di giunzione è più vicina alla superficie rispetto ad altre giunzioni, quindi la degradazione della giunzione dell'emettitore è spesso osservata. Inoltre, una giunzione pn con una tensione di rottura superiore a 100V o una corrente di perdita inferiore a 1nA (come la giunzione gate di un JFET) è più sensibile alla scarica elettrostatica rispetto a una giunzione pn convenzionale di dimensioni simili.

Tutto è relativo, non assoluto. I transistor MOS sono solo più sensibili ad altri dispositivi. ESD ha una grande caratteristica di casualità. Non è possibile abbattere i transistor MOS senza incontrarli. Inoltre, anche se viene generato ESD, il tubo potrebbe non essere rotto. Le caratteristiche fisiche fondamentali dell'elettricità statica sono:

(1) C'è il potere di attrazione o repulsione;

(2) C'è un campo elettrico e c'è una differenza potenziale con la terra;

(3) La corrente di scarico sarà generata.

Queste tre situazioni, vale a dire ESD, riguardano generalmente i componenti elettronici nelle tre situazioni seguenti:

(1) il componente assorbe la polvere, cambia l'impedenza tra le linee e influenza la funzione e la vita del componente;

(2) A causa del campo elettrico o della corrente che distrugge lo strato isolante e il conduttore del componente, il componente non può funzionare (completamente distrutto);

(3) A causa della rottura morbida istantanea del campo elettrico o del surriscaldamento della corrente, il componente è danneggiato. Anche se può ancora funzionare, la durata è danneggiata. Pertanto, il danno di ESD al tubo MOS può essere uno o tre casi, e non è necessariamente il secondo caso ogni volta. Nei tre casi sopra indicati, se il componente viene completamente distrutto, deve essere rilevato ed eliminato durante la produzione e i test di qualità, con minore impatto.

Se il componente è leggermente danneggiato, non è facile da trovare nel test normale. In questo caso, il danno si riscontra spesso dopo molte lavorazioni PCBA, anche quando è già in uso. Non solo è difficile da controllare, ma la perdita è anche difficile da prevedere. I danni causati dall'elettricità statica ai componenti elettronici non sono inferiori ai danni causati da gravi incidenti di incendio ed esplosione.

In secondo luogo, la prevenzione dell'elettricità statica

Nell'intero processo produttivo dei prodotti elettronici, ad ogni piccolo passo in ogni fase, i componenti elettrostatici sensibili possono essere influenzati o danneggiati dall'elettricità statica. Infatti, il punto più importante e facilmente trascurato è la trasmissione e il trasporto dei componenti. il processo di. In questo processo, il trasporto è facilmente danneggiato a causa dell'elettricità statica generata dal campo elettrico esterno (come passaggio vicino a apparecchiature ad alta tensione, movimento frequente dei lavoratori, movimento rapido dei veicoli, ecc.). Pertanto, particolare attenzione deve essere prestata al processo di trasporto e trasporto per ridurre le perdite ed evitare indifferenza. Controversie. Se lo proteggi, aggiungi il regolatore di tensione Zener per proteggerlo.

L'attuale tubo MOS non è così facile da abbattere, in particolare i vmos ad alta potenza, che sono principalmente protetti da diodi. La capacità del cancello di vmos è grande e nessuna alta tensione può essere indotta. A differenza del nord secco, il sud umido non è incline all'elettricità statica. Inoltre, la protezione della porta IO è stata aggiunta alla maggior parte dei dispositivi CMOS. Ma non è una buona abitudine toccare direttamente i pin dei dispositivi CMOS con le mani. Almeno peggiora la saldabilità del perno.

1. la resistenza in ingresso del tubo MOS stesso è molto alta e la capacità tra il cancello e la sorgente è molto piccola, quindi è molto facile essere caricata dal campo elettromagnetico esterno o dall'induzione elettrostatica, e una piccola quantità di carica può formare una tensione molto alta sulla capacità tra gli elettrodi (U=Q/C), danneggiare il tubo. Sebbene il terminale di ingresso MOS abbia misure di protezione antistatiche, deve comunque essere trattato con cura.

È meglio utilizzare contenitori metallici o materiali conduttivi per l'imballaggio durante lo stoccaggio e il trasporto e non metterli in materiali chimici o tessuti in fibra chimica che sono inclini all'elettricità statica e ad alta tensione. Quando PCBA viene assemblato e eseguito il debug, strumenti, banchi di lavoro, ecc. dovrebbero essere ben messi a terra.

È necessario prevenire i danni causati dall'interferenza elettrostatica dell'operatore. Ad esempio, non è adatto indossare vestiti in nylon o fibra chimica. È meglio toccare il terreno con mani o strumenti prima di toccare il blocco integrato. Quando i cavi del dispositivo sono raddrizzati e piegati o saldati manualmente, l'apparecchiatura utilizzata deve essere ben messa a terra.

2. La tolleranza di corrente del diodo di protezione all'estremità di ingresso del circuito MOS è generalmente 1mA quando è acceso. Quando ci può essere corrente di ingresso transitoria eccessiva (oltre 10mA), la resistenza di protezione dell'ingresso dovrebbe essere collegata in serie. Pertanto, la fabbrica PCB può scegliere un tubo MOS con resistenze di protezione interne durante l'applicazione. Inoltre, poiché l'energia istantanea assorbita dal circuito di protezione è limitata, segnali istantanei troppo grandi e tensione elettrostatica eccessivamente alta renderanno inutile il circuito di protezione. Pertanto, il saldatore elettrico deve essere messo a terra in modo affidabile quando il circuito stampato è saldato per evitare perdite del terminale di ingresso del dispositivo. Nell'uso generale, il calore residuo del saldatore elettrico può essere utilizzato per la saldatura dopo che il potere è spento e il perno di messa a terra deve essere saldato prima.