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SMT千级生产车间净化

中文名:无尘车间工程 外文名:Clean Room 别 名:洁净厂房、洁净室、无尘室 特 点:组装式结构设计、安装方便 洁净室(Clean Room),亦称为无尘室或清净室。它是污染控制的基础。没有洁净室,污染敏感零件不可能批量生产。在 FED-STD-209E里面,洁净室被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间,其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度,从而达到适当的微粒洁净度级别。
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SMT对环境的清洁度、湿度和温度都有一定的要求,为了保证设备正常运行和组装质量,对工作环境有以下要求。

1.电源

电源电压和功率的要求符合设备要求,电压要稳定,中国大陆要求单相AC220V(220±10%,50/60HZ),三相AC380V(220±10%,50/60HZ),如果达不到要求,需配置稳压电源,电源的功率要大于设备功耗的一倍以上。有些地区电压非常不稳定,对设备会产生影响,所以特别需要稳压器或变压器的配置,否则设备容易因电源的波动而损坏。这一点往往不太注意。另外,如果设备额定电压与安装使用环境的电压不符,也需要另外配置变压器。

2.环境

(1)温度

由于印刷工作间环境温度要求23±3℃为最佳,所以厂房的最佳环境温度为这一设定。通常工厂温度一般设定为17~28℃;如果达不到,不能超过极限温度15~35℃。

(2)湿度

厂房内湿度对产品质量影响很大。湿度太高,元件容易吸潮,对潮湿敏感元件不利,同时焊膏暴露在潮湿的空气中也容易吸潮,造成焊接缺陷。湿度太低,空气干燥,容易产生静电,对静电敏感(ESD)元件不利。所以对厂内湿度一定要控制。一般要求厂房内相对湿度在45%~70%RH左右,也有的规定30%~55%RH,宽松一些的达到40%~80%RH。

(3)空气清洁度

工作车间如果灰层很多,对于微小元件,如0201、01005以及细间距(0.3mm)元件的贴装和焊接产生质量影响,同时加大设备磨损,甚至设备故障,增加设备维护和维修工作量。SMT生产车间空气中除了灰尘外,还存在一定的化学气体,如果这些化学气体是有毒有害,则对人体会造成伤害;如果这些气体存在腐蚀性,严重时会影响产品的可靠性。所以工作间要保持清洁卫生,无尘土,无腐蚀性,无异味气体。保证产品焊接质量,设备的正常运转以及人体身体健康。

车间空气清洁度最好达10万级(BGJ73-84)。在空调环境下,要有一定的新风量,尽量将CO2含量控制在1000PPM以下,CO含量控制在10PPM以下,以保证人体健康。

要保证工厂的清洁度为10万级,必须付出相当的成本,一般工厂很难做到。为保证这样的环境,人员进入厂房时必须抽取真空,整个厂房内有负压等。在市场竞争激烈的环境下,生产利润越来越小,如果达不到这样的要求,也必须对清洁度作出规定,比如对灰尘产生影响的纸箱明确指出不能进SMT车间等。

空气中有害性气体对元件及产品质量的影响案例:在某工厂加工产品时发现,某种含银镀层的元件,放置在环境异味很重的车间1~2天后,就出现严重的发黑现象,而放置在另一个车间2天后,基本没有发黑现象(如图4.7所示)。经过分析得知,这些黑色物质是由于空气中含有的S,N和C1等物质,当这些物质附着在元件引脚表面,在适当的湿度及温度状态下与元件表面发生反应,生成了一些氧化物质及盐类,这些物质长时间会腐蚀元件表面,影响焊接,甚至影响到焊点的可靠性。

3.厂房建筑 

(1)楼层承重

如果设备不是放置在一楼,则对楼层的载重有一定的要求,即楼层载重一定要大于等于500kgf/m2,设备才可以放置,否则会有危险。

(2)防静电

由于目前元件生产场所必须有良好的防静电措施,生产设备必须接地良好,应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台垫和坐椅等均应符合防静电要求。

某些工厂接地的防静电办法是铺设钢板,成本相对便宜。而讲究的防静电办法是防静电地板加上整地面布铜线。对于防静电坐椅,车间生产线上可以直接购买防静电坐椅,但价格较贵,办公室的坐椅也需要防静电,可以比工位上相对便宜。较经济的办法还可以采购一般的坐椅,再套防静电套,并对座椅脚接地。典型防静电台面如图4.9所示。

①人员腕带;②EOS防护容器;③EOS防护桌面;④EOS防护地板和地垫;⑤建筑地面;⑥公共接地;⑦地

图4.9  典型防静电工作台面

(3)排风

再流焊和波峰焊设备都有排风要求保证足够的吸风量。排风除烟道畅通外,还必须有足够的排风流量,比如200m2/h,保证风排出去。除此之外,还要保持一定的静态压力,如100Pa,另排风管道直径也有一定要求。

(4)照明

厂房内应有良好的照明条件,理想的照度为800LUX×1200LUX,至少不能低于300LUX。凡是目视检查的地方一定保证照明要求。


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SMT对环境的清洁度、湿度和温度都有一定的要求,为了保证设备正常运行和组装质量,对工作环境有以下要求。

1.电源

电源电压和功率的要求符合设备要求,电压要稳定,中国大陆要求单相AC220V(220±10%,50/60HZ),三相AC380V(220±10%,50/60HZ),如果达不到要求,需配置稳压电源,电源的功率要大于设备功耗的一倍以上。有些地区电压非常不稳定,对设备会产生影响,所以特别需要稳压器或变压器的配置,否则设备容易因电源的波动而损坏。这一点往往不太注意。另外,如果设备额定电压与安装使用环境的电压不符,也需要另外配置变压器。

2.环境

(1)温度

由于印刷工作间环境温度要求23±3℃为最佳,所以厂房的最佳环境温度为这一设定。通常工厂温度一般设定为17~28℃;如果达不到,不能超过极限温度15~35℃。

(2)湿度

厂房内湿度对产品质量影响很大。湿度太高,元件容易吸潮,对潮湿敏感元件不利,同时焊膏暴露在潮湿的空气中也容易吸潮,造成焊接缺陷。湿度太低,空气干燥,容易产生静电,对静电敏感(ESD)元件不利。所以对厂内湿度一定要控制。一般要求厂房内相对湿度在45%~70%RH左右,也有的规定30%~55%RH,宽松一些的达到40%~80%RH。

(3)空气清洁度

工作车间如果灰层很多,对于微小元件,如0201、01005以及细间距(0.3mm)元件的贴装和焊接产生质量影响,同时加大设备磨损,甚至设备故障,增加设备维护和维修工作量。SMT生产车间空气中除了灰尘外,还存在一定的化学气体,如果这些化学气体是有毒有害,则对人体会造成伤害;如果这些气体存在腐蚀性,严重时会影响产品的可靠性。所以工作间要保持清洁卫生,无尘土,无腐蚀性,无异味气体。保证产品焊接质量,设备的正常运转以及人体身体健康。

车间空气清洁度最好达10万级(BGJ73-84)。在空调环境下,要有一定的新风量,尽量将CO2含量控制在1000PPM以下,CO含量控制在10PPM以下,以保证人体健康。

要保证工厂的清洁度为10万级,必须付出相当的成本,一般工厂很难做到。为保证这样的环境,人员进入厂房时必须抽取真空,整个厂房内有负压等。在市场竞争激烈的环境下,生产利润越来越小,如果达不到这样的要求,也必须对清洁度作出规定,比如对灰尘产生影响的纸箱明确指出不能进SMT车间等。

空气中有害性气体对元件及产品质量的影响案例:在某工厂加工产品时发现,某种含银镀层的元件,放置在环境异味很重的车间1~2天后,就出现严重的发黑现象,而放置在另一个车间2天后,基本没有发黑现象(如图4.7所示)。经过分析得知,这些黑色物质是由于空气中含有的S,N和C1等物质,当这些物质附着在元件引脚表面,在适当的湿度及温度状态下与元件表面发生反应,生成了一些氧化物质及盐类,这些物质长时间会腐蚀元件表面,影响焊接,甚至影响到焊点的可靠性。

3.厂房建筑 

(1)楼层承重

如果设备不是放置在一楼,则对楼层的载重有一定的要求,即楼层载重一定要大于等于500kgf/m2,设备才可以放置,否则会有危险。

(2)防静电

由于目前元件生产场所必须有良好的防静电措施,生产设备必须接地良好,应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台垫和坐椅等均应符合防静电要求。

某些工厂接地的防静电办法是铺设钢板,成本相对便宜。而讲究的防静电办法是防静电地板加上整地面布铜线。对于防静电坐椅,车间生产线上可以直接购买防静电坐椅,但价格较贵,办公室的坐椅也需要防静电,可以比工位上相对便宜。较经济的办法还可以采购一般的坐椅,再套防静电套,并对座椅脚接地。典型防静电台面如图4.9所示。

①人员腕带;②EOS防护容器;③EOS防护桌面;④EOS防护地板和地垫;⑤建筑地面;⑥公共接地;⑦地

图4.9  典型防静电工作台面

(3)排风

再流焊和波峰焊设备都有排风要求保证足够的吸风量。排风除烟道畅通外,还必须有足够的排风流量,比如200m2/h,保证风排出去。除此之外,还要保持一定的静态压力,如100Pa,另排风管道直径也有一定要求。

(4)照明

厂房内应有良好的照明条件,理想的照度为800LUX×1200LUX,至少不能低于300LUX。凡是目视检查的地方一定保证照明要求。


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