靜電防護技術在電子產品裝聯中的應用研究

姜金華

（江蘇省啟東中等專業學校， 江蘇 啟東 226200）

0 引言

隨著技術的飛速發展，電子產品的種類也越來越多。最大的問題發生在組裝電子產品時， 集成速度很快。 集成電路的大規模生產和植入導致芯片內部的氧化膜和器件尺寸較小， 因此對組件的運行有一定的壞處。 組裝電子產品的技術是電氣元件組成中要采取的最重要步驟之一，根據電子設備總設計技術標準，采用一定的技術連接電子設備的某些光學和電氣元件， 對元件和其他元件進行組合的連接和組裝。 作為電氣設備的生產，靜電電纜將受到電子產品的困擾，從內容質量控制，預保養和安裝，銷售和衛生測試開始。 電氣系統的整體階段，涵蓋已確定的功能和預期的技術特性[1]。

1 電子產品裝聯技術設計

1.1 電子產品裝聯組成和質量控制

電子產品在進行裝聯操作前需進行相關質量檢查和控制，在進行檢查之前需了解電子裝聯工藝的組成，在裝聯前需要對元器件、PCB 進行基于靜電防護的可焊性測試，元器件引線的預處理和導線的端頭處理。在PCB 組裝時，先進行通孔插裝和表面安裝，最后對電子產品進行再流焊接，完成整個電子元件的裝聯操作。

在對電子產品裝聯組成進行了解后， 開始進行質量檢查和控制，首先是對元器件、裝配件的檢驗。 元器件性能、試與篩選；裝配件外觀檢驗；材料規格、牌號、合格證；配套檢驗；元器件、印刷許可；在裝聯過程中需進行的檢驗包括：搪錫質量檢驗；引線成型質量檢驗；導線束是否完好；焊接、壓接質量檢驗；印刷版組裝件檢驗；部件整件組裝質量檢驗；整體檢驗包括：外觀檢驗；整機聯裝正確性檢查；整機電性能檢查；整體例行試驗。

1.2 基于靜電防護的電子產品可焊接檢查和預處理

電子產品的可焊性操作作為衡量元器件和PCB 焊接部位能否進行準確焊接的重要標準。 確保電子產品裝聯過程中焊接質量，防治焊點發生缺陷。在進行可焊性檢查時，為防止因摩擦產生靜電反應而導致危險后果，在操作之前對電子產品元器件進行靜電保護措施的使用。 對焊接點已發生靜電反應的部分進行接線之后， 因此提供靜電釋放空間[2]。 接線電阻<10Ω，將靜電防護材料，包括防靜電腕帶和工作臺地墊等材料通過1MΩ 電阻接通到導線上，串聯1MΩ 電阻是為了確保泄放<5mA 的電流，其中可焊接實驗條件：溫度235℃，耐焊接熱溫度260℃。 在圖1 中的工作臺對電子產品元器件進行可焊接檢查。

圖1 電子產品元器件可焊接防靜電操作臺

在焊接中，錫和錫合金為最佳可焊性鍍層。選取厚度為5～7μm 的，在這個厚度的錫和錫合金具有較強的不易溶解特性。 因為在對其他鍍層進行直接焊接時會產生很強的溶解反應，實現不了焊接。金與焊料的Sn 金屬結合發生化學反應會生成AuSn4，而AuSn4 極易溶解，難以成型，SnPb 合金對金鍍層也是如此。 這種化學反應的出現會導致該焊接材料的堅挺度下降，甚至會發生破解的情況。我們在對導線端頭進行可焊性檢查時，應該做到鉗口與導線規格配合唯一性和獨特性，工具選取上應采用精密剝線鉗且不可調鉗口。

1.3 電子產品通孔插裝和表面安裝

1.3.1 通孔插裝

在對元器件內部進行可焊接檢查和預處理后， 對電子產品進行元器件的通孔插裝操作。

（1）在進行元器件上PCB 安裝時，根據安裝形式的多變，采取符合標準的安裝模式。

（2）應滿足當下產品使用環境要求產。

（3）元器件金屬殼體應與相鄰印刷導線和導體元器件進行絕緣處理元器件。

（4）導線疏密均勻、整齊排列、不允許出現纏繞和交叉，必須平行于版面安裝處理[3]。

安裝次序：先低后高，先輕厚重，先非熱敏后熱敏元件，線分立元器件后集成電路。

安裝要求：在安裝時，高度符合產品防震、散熱、絕緣等標準的通孔作為第一元件。進行通孔表面安裝時，選取基于靜電防護的環境，具備防靜電環氧自流稱、防靜電地板漆、防靜電PVC 貼面地板等，大體環境示意圖如圖2 所示。

圖2 防靜電安裝元器件環境示意圖

首先在接線時， 鉚釘與接線端點之間不能夠作為層間或界面的連接使用。由于導通孔需要獨立使用，且在使用后會造成其他的聯接端口都無法進行安裝或其他電子產品內部結構。空心鉚釘不能作為電氣接頭，并確定了孔徑和導線直徑之間的合理間距（0.2～0.4mm），以一孔一線作為標尺。 兩種元器件間距都有至少是1.6mm，并達到了安全間距。 而導線彎曲直徑則為3.5～5.5mm 且為最低標準， 當元器件安裝后， 引線伸出板面的長度應為1.5+0.8mm（最低為1.0mm）。

當安裝了導線的端頭， 元器件導線端頭為彎曲接頭后，可以觀察下面有無由暴露出來的電路導線端頭。檢查后的元器件在進行貼片組裝式需檢查可玻璃二極管，若底面是完全裸露電路。 元件與底部必須有0.25mm 間距，即1mm 的最大間距。 在進行電子元器件組裝之前，必須以最嚴格的界限做到焊劑可以輕易進入金屬化孔對端，而是方式在沒有被阻擋的的情形下。

1.3.2 表面安裝

在對電子產品裝聯中實施通孔插裝后對電子產品表面進行安裝，分為印刷電路板（基板材料+電路圖設計）、印刷工藝（焊膏印刷+網板設計制作）、貼妝工藝（表面貼裝+表面貼裝和通孔插裝相結合）、焊接工藝（波峰焊接+手工焊接+再流焊接）[4]、檢測技術。

在進行焊膏印刷時，對網板的選擇有一定要求，如表1 所示。

表1 網板厚度選擇

在對網版厚度進行選擇后，對焊膏進行了焊接。

1.4 電子產品再流焊接和清潔度檢測

在對電子產品裝聯中進行的產品質量控制、基于靜電防護的可焊接檢查和預處理、電子產品通孔插裝和表面安裝后，實施最后一步操作，那就是進行焊接和清洗檢查。

焊點形成條件：焊料的濕潤和濕潤力；

金屬件化合物生成條件：濕潤力＞表面張力；濕潤角a<90°；金屬件的相互擴散時間溫度適宜；被焊金屬與焊料之間的親和力[5]。

在對電子產品元器件進行表面安裝后， 進行電子產品元器件的再流焊接，完成一系列裝聯操作。

在進行最后一步清潔度檢測時，首先通過目測檢查。電子產品級別為一級時， 產品表面存在少量不影響外觀的殘留物，且殘留物不覆蓋線路與線路存在一定距離。電子產品級別為二時， 產品表面未出現無明顯殘留物且不遮擋線路。 電子產品級別為三級時，無殘留物出現。

2 實驗

2.1 實驗說明

為驗證經過靜電防護處理技術在電子產品裝聯中起到一定作用， 將文章提到的基于靜電防護的電子產品裝聯方法與未使用靜電防護技術和簡易版靜電防護方法進行對比，將作為對比數據，簡易版靜電防護方法只對電子產品外殼進行絕緣處理。

2.2 實驗準備

為進行對比實驗，選取某一電子產品制作廠作為試驗環境，該工廠在進行電子產品力裝聯時采用的就是靜電防護技術，因此在該工廠具備符合進行靜電防護技術安裝元器件環境要求的房間。在實驗前準備好實驗過程中需用到的電子產品并檢查完好，避免實驗途中因離開房間回來會破壞環境。 實驗時選取五個不同電子產品，為避免工人不同操作方式不同影響實驗結果，選取一名工人分別使用通過本文提到的靜電防護技術與未進行靜電防護技術和進行過簡易版防護技術的同一電子產品進行裝聯操作。

2.3 實驗結果

在經過的對比實驗， 分別對裝聯時間和電子產品元器件易損率進行對比，得出的實驗結果如表2 所示。

表2 三種方法實驗對比結果

根據表中數據可知，在同一工人安裝的基礎下，使用三種方法進行電子產品裝聯操作中，在本文提到的靜電防護技術使用下所需時間最短，為1h，而其他兩種方法均高于本文方法，這是由于在處于靜電防護環境下，在裝聯過程中很難在發生出現靜電現象，而為使用靜電防護措施的操作中，可能會出現元器件燒壞、破損等狀態，這是不僅降低了效率，而且還會發生安全問題，還需要對破損部位進行補修，需消耗大量時間，而且如果無法修補會導致完成率很低，在上文中我們在對電子產品可焊接檢查和預處理還有通孔插裝時用到電子防護技術，為工人在裝聯過程提供了優勢。 從破損部位可以看出，為使用靜電防護技術出現問題最多。 由此可以看出，本文提出的靜電防護技術在電子裝聯中起到很大最用，從人員方面來看：安全性高；從廠家角度來看：工人效率高，帶來的收益就高。

3 結束語

上文提到的電子產品裝聯技術中使用到靜電防護措施進行設計后， 為驗證基于靜電保護的裝聯技術更有優勢， 設計與未使用靜電防護技術和簡易版靜電防護方法的對比實驗，將時間、完成率和破損部位作為變量，通過分析得出基于靜電保護的電子產品裝聯技術更優于未使用靜電防護方法和簡易版靜電防護方法。 作為電氣設備的生產，從內容質量控制，預保養和安裝，銷售和衛生測試開始。電氣系統的整體階段，涵蓋已確定的功能和預期的技術特性電子產品隨著經濟的發展不斷創新更新，這就導致會發生越來越多的意想不到的問題， 針對此問題我們應該研究對策，積極彌補產品中的不足。