一种防静电烘干装置及含有其的生产线的制作方法

本发明涉及烘干设备领域，特别是涉及静电敏感电子器件(如静电敏感电子零件、pcb组件、电子类功能模块、精密仪器)、火工及化学品安全除湿、烘干的专业设备，适用于电子、电气产品制造，易燃、易爆化工品处理等有除湿、烘干防护需求的行业。

背景技术：

带有静电的物体靠近或接触另一物体，只要它们之间存在电势差，就会发生静电荷传递。这种静电荷传递过程我们称之为静电泄放。当这种静电荷传递的过程强度足够大，大到可以损坏我们的产品，我们就称之为esd事件。在电子产品制造领域，静电放电的危害是非常大的，全世界每天电子产品因静电损害造成的经济损失达百万美元以上，一年约百亿美元。由于静电放电对电子产品的损伤具有隐蔽性、潜在性、(损伤的)随机性和(失效分析)复杂性等特点，在芯片微组装、smt、电子制造车间、危险化工品、火工品仓库等根据标准及工艺要求必须采取有效的静电防护措施。

静电防护是一个系统性问题，产品防静电是指从原材料开始，过程制造，直到生产出成品，每个环节都要采取防静电措施，包括库房存储的防静电包装袋、防静电容器(包括周转箱、元器件存放盒、印制板架等)，防静电周转车和防静电垫，防静电工具、防静电制造设备等全流程必须采取静电防护措施。

pcb板及电子元器件上自动化焊接生产线或手工焊接前要求烘干除潮、pcba组件清洗及三防漆涂敷后均需要烘干；因电子器件小型化，线路密集，电子行业在制造过程中为防止器件受潮在加温焊接过程中焊料飞溅造成短路，要求器件焊接(手工、再留焊、波峰焊)前必须要进行器件除湿烘干处理；电子组件焊后清洗及三防涂敷后均需要按标准、工艺要求进行烘干，但目前市场烘干设备均为普通烘干箱，在含静电敏感器件的芯片研制、电子产品加工过程中只能采用不具备静电防护功能的烘干箱，而静电敏感器件用普通烘干箱烘干，一般从外观上或现阶段无法直接发现其损伤，其隐形损伤往往不可见，因此，目前采用普通烘干箱烘干已经成为行业通用做法，但实际上，该类含静电敏感器件产品以及易燃易爆的火工品、化工品等，采用普通烘干箱烘干存在极大的安全隐患。

由此可见，上述现有的烘干装置在用于静电敏感电子器件、火工或化学品等的烘干时，仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种可保证产品质量的安全性、可靠性的烘干裝置，成为当前业界极需改进的目标。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可保证产品质量的安全性、可靠性的烘干裝置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种防静电烘干装置，包括金属的烘干箱外壳，所述烘干箱外壳内设置有用于与待烘干产品接触的金属接触面，所述烘干箱外壳底部设置有脚轮；

所述金属接触面表面喷涂耐高温半导电漆；所述脚轮为由耗散材料制成的防静电脚轮；所述烘干箱外壳串联保阻限流电阻后与装置的防静电接点连接，所述防静电接点用于通过接地线与建筑防静电地连接；

所述耐高温半导电漆、包含金属接触面及烘干箱外壳的整机金属部件、保阻限流电阻及防静电接点串联，形成硬接地形式的防静电第一静电释放回路；

所述耐高温半导电漆、包含金属接触面及烘干箱外壳的整机金属部件以及由耗散材料制成的防静电脚轮串联，形成软接地形式的防静电第二静电释放回路。

作为本发明进一步地改进，所述硬接地形式的防静电第一静电释放回路及软接地形式的防静电第二静电释放回路分别单独作用或共同作用形成并联回路。

进一步地，所述整机金属部件连接电阻≤4ω，形成静电释放连接主通路；所述耐高温半导电漆电阻率为1.0×10⁵～1.0×10⁹ω；所述保阻限流电阻阻值1.0×10⁶～2.0×10⁶ω；所述耗散材料制成的防静电脚轮电阻率1.0×10⁶～1.0×10⁹ω。

进一步地，所述硬接地形式的防静电第一静电释放回路对地电阻是1.1×10⁶～1.02×10⁹ω；所述软接地形式的防静电第二静电释放回路对地电阻是1.1×10⁶～2.0×10⁹ω；所述两回路共同使用时形成并联回路，对地电阻是6.0×10⁵～19.7×10⁶ω。

进一步地，所述装置采用单槽单温多屉式或多槽多温多屉式容纳形式。

进一步地，所述烘干装置包括位于所述烘干箱外壳内的一个或多个槽体，为满足同批不同器件不同烘干温度、不同烘干时间，槽体内部分为一层或多层抽屉，每个槽体内单独设置加热器、温度传感器、温度调节器及风路循环单元，所述防静电烘干装置还包括控制器，所述温度传感器与控制器连接，所述控制器通过温度调节器与加热器连接，所述控制器与风路循环单元连接；

当为多个槽体时，每个槽体内设置一个或多个抽屉且所述多个槽体及槽体之间填充保温隔离层。

进一步地，所述烘干装置每槽的控温范围为室温～200℃，升温速率5～10℃/分钟。

进一步地，所述装置采用单屉计时形式，所述每个抽屉设置有把手，所述把手处装有触碰开关，所述每个抽屉对应设置一个定时器，所述烘干装置还包括声光报警提示部件，所述触碰开关与定时器连接，所述定时器与声光报警提示部件连接。

进一步地，所述防静电烘干装置为静电敏感电子器件、火工或化学品用防静电烘干装置。

本发明还提供了一种生产线，为pcb组件或smt生产线，所述生产线包括上述的防静电烘干装置。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过长期的跟踪对比研究，发现普通烘干装置烘干静电敏感电子器件、火工或化学品时，存在极大的安全隐患，普通烘干装置对静电敏感器件极易造成损伤，重者产品报废，轻者可靠性降低；易燃易爆的化工品对静电防护要求更为严格，而该类产品一旦受潮采用目前市场的普通烘干箱烘干存在极大的安全隐患。因此，在发现上述问题的基础上，本发明首次在烘干装置中引入了防静电的功能，使用该烘干装置烘干静电敏感电子器件、火工或化学品时，可有效保证产品质量的安全性和可靠性。

2、由于烘干装置本身温度较高及烘干产品的重要性对静电释放可靠性要求极高，因此，本发明设计了双重防静电释放功能，同时采用整机保阻限流硬接地及软接地方式形成双重静电释放回路，可防止由于温度升高导致的导电率变化影响及偶然的单回路失效导致的静电防护失效，最终保证装置满足静电防护标准。

3、本发明采用了单温多屉式或多温多屉式容纳形式，可满足同批次批量不同电子元器件烘干温度不同需求，另外，采用单屉计时形式，可满足同批次批量不同电子元器件烘干时间不同需求。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1、图2分别是本发明一实施例中防静电烘干装置不同角度的整体结构示意图；

图3是本发明一实施例中防静电烘干装置的保阻硬接地、软接地结构连接图；

图4是本发明一实施例中防静电烘干装置的加热控温结构框图；

图5是本发明一实施例中防静电烘干装置的单屉计时结构框图。

具体实施方式

本发明提供了一种烘干装置，主要作为静电敏感电子器件(如静电敏感电子零件、pcb组件、电子类功能模块、精密仪器)、火工及化学品安全除湿、烘干的专业设备，适用于电子、电气产品制造，易燃、易爆化工品处理等有除湿、烘干防护需求的行业。以电子制造行业为例，上自动化焊接生产线或手工焊接前含静电敏感的器件各行业标准有烘干除潮要求、pcba组件清洗及三防漆涂敷后也有烘干需求。本发明通过长期的跟踪对比研究，发现了上述产品在烘干过程中存在的安全隐患，并基于此，据行业标准(如gjb3007-97以及欧盟en61340防静电标准等)要求，设计了一种具有静电防护功能的实验级烘干装置。

如图1所示，一种防静电烘干装置，包括烘干箱外壳1，所述烘干箱外壳1槽内设置有与待烘干产品接触的接触面，烘干箱外壳1及其内的接触面均采用金属材质。

一方面，esd损坏的方式有：直接的方式，如金属(小电阻)接触、带静电的物体接触产品(hbm)、物体接触带静电的产品(cdm)；间接的方式，如静电感应、不直接接触、电磁干扰(emi)等。本发明主要针对器件感应静电荷、烘干装置上电静电、装置与器件接触电位差、器件及装置移动摩擦产生的静电荷进行控制。根据esd公式：q+m＝esd；q(静电荷)，m(金属联接)；采用消除m(金属联接)是行业通常是最廉价的，最容易的，但对于直接接触产品(取放过程摩擦静电、设备感应漏电)的突然高电压放电导致器件击穿损伤不可避免，最佳的解决方案是把控制q(静电荷)和消除m(金属联接)结合起来。因此，针对烘干过程中烘干装置与电子元器件等产品中存在的静电，本装置防静电措施采用“整机保阻硬接地+软接地”结合的方式设计，确保烘干过程中静电敏感器件、危险化工品的静电防护安全。

另一方面，由于烘干装置本身具有加热功能，而加热会导致电阻率变化，影响其静电防护功能，因此，针对具有高温环境的烘干装置，本装置防静电措施采用“整机保阻硬接地+软接地”结合的双回路方式设计。

再一方面，电子器件加工制造过程中应用加工工具、设备装置符合gjb3007-97以及欧盟en61340防静电标准要求；信产部防静电检定，工作接触面对地电阻1.0×10⁵-1×10⁹ω。根据以上行业标准要求，结合装置结构特点及使用环境，为充分保证对静电敏感电子器件或火工品、化工品除湿烘干过程产品安全，本装置防静电措施采用“整机保阻硬接地+软接地”结合的方式设计。

1、整机保阻硬接地：

配合图2、3所示，整机金属部件形成静电释放主通路，烘干箱外壳1串联保阻限流电阻后与装置后部的的防静电接点4连接，防静电接点4用于通过接地线与建筑防静电地连接，形成静电保阻释放通道；具体地，其中装置的外壳材质可采用冷轧钢板，内部与电子器件接触的活动抽屉表面采用不锈钢板制成，所有金属部位焊接以保证整机金属部件连接电阻≤4ω，形成静电释放主通路；静电大面积缓慢释放保证措施为在抽屉内表面喷涂一种耐高温、耐磨损的半导电漆，材料电阻率1.0×10⁵～1.0×10⁹ω(电阻率可调节)；在烘干箱外壳1串联一1.0×10⁶～2.0×10⁶ω电阻与装置后部的防静电接点(静电释放接点)连接，保证装置金属构件对防静电接地线接口电阻〉1000kω；装置安装到位后将该防静电接点通过接地线与建筑防静电地连接，形成静电保阻限流释放通道。即此种方式下，耐高温半导电漆、包含金属接触面及烘干箱外壳的整机金属部件、保阻限流电阻及防静电接点串联，形成硬接地形式的防静电第一静电释放回路，整体对地电阻是1.1×10⁶～1.02×10⁹ω；此种通道设计方式可以保证装置大面积静电随时有效充分释放的同时，因通路存在一定电阻一方面可以阻止高电压大电流快速释放对器件造成的击穿损伤，并且可防止高电压与低电位接触瞬间放电高温对易燃、易爆产品产生引燃、引爆的安全风险。

2、软接地：

配合图2、3所示，与待烘干的电子器件直接接触的承载活动抽屉本身为不锈钢金属制，在抽屉内表面喷涂一种耐高温、耐磨损的半导电漆形成软接地方式，材料电阻率1.0×10⁵～1.0×10⁹ω(电阻率可调节)。烘干箱外壳1下部设置由耗散材料制成的防静电脚轮3，耗散材料制成的防静电脚轮电阻率1.0×10⁶～1.0×10⁹ω，半导电漆通过整机金属部件形成的静电释放主通路连接防静电脚轮，整体串联形成软接地形式的防静电第二静电释放回路，整体对地电阻是1.1×10⁶～2.0×10⁹ω；此种方式可防止静电快速释放，起到对器件与承载抽屉接触、分离瞬间电位差及抽屉推拉摩擦产生静电引起的器件击穿防护效果。

通过上述装置中整机“保阻硬接地”释放通道与接触面喷涂半导防护材料及耗散材料制机箱脚轮形成的“软接地”方式，可以对不同产品及人体与烘干装置接触、分离瞬间电势差、抽屉推拉摩擦、电磁感应等形成、产生的静电全面形成延缓型释放双回路通道，其中单个回路可单独作用，也可同时并联形成双回路。双回路时，整体对地电阻处于6.0×10⁵～19.7×10⁶ω，彻底保障产品静电防护安全。装置静电防护符合gjb3007-97以及欧盟en6134防静电标准。

上述烘干装置，考虑烘干对象(电子器件)体积小、品种多，并且相关国际、国内行业标准规定不同电子元器件使用烘干温度、烘干时间不同的特点，如表1所示。为兼顾不同器件烘干的温度、时间需求及批量生产需要，本烘干装置采用单槽或多槽分屉式容纳、分层梯度控温、单屉计时的防静电设计。

表1国际电子工业联接协会ipc/jedec-std-033c电子器件烘干标准

ipc/jedecj-std-033c-cn2012年2月

注1：表4-1是针对最严苛条件的模制模制引线框架smd封装。如果技术上有据可查(例如吸潮/去湿数据等)，用户可以减少实际的烘烤时间，大多数情况下，表4-1适用于其它非密封的表面贴装的smd封装零件。如果器件已暴露在＞60％rh环境条件下，为了确保零件是干燥的，通过追溯相关湿气吸附的数据，适当增加烘烤时间是必要的。

注2：对于大于17mm×17mm的bga封装，基材内没有阻挡湿气扩散的内层，可以根据表格中厚度/潮湿等级部分，设置烘烤时间。

注3：如果封装厚度＞4.5mm，烘烤要求参见附录b。

根据同批次批量不同电子元器件烘干温度不同需求，装置采用分层独立控温加热技术，本发明的装置采用多屉式的形式，可为单槽单温多屉式或多槽多温多屉式容纳形式，多温多屉式容纳形式优选采用双温多屉式。

其中，烘干装置包括位于所述烘干箱外壳1内的一个或多个槽体，槽体内部分为一层或多层抽屉，如图1所示，可包括位于上层槽体内的4个抽屉21及位于下层槽体内的四个抽屉22，每槽(优选1～4屉)内单独设置加热器、温度传感器、温度调节器及风路循环单元，所述防静电烘干装置还包括控制器，所述温度传感器与控制器连接，所述控制器通过温度调节器与加热器连接，所述控制器与风路循环单元连接，详见图4。工作时，采用分层微电脑阶梯式控温的设计方式，控温范围：室温～200℃，分布精度±3℃(调节精度±1℃)，升温速率5～10℃/分钟。加热器使用铠装sus加热器等作为加热元件，温度传感器采样槽内的实时温度值，与设定温度值比较、经pid运算，控制加热器工作，从而达到控制加热器的输出能量，加上通过风路循环单元强制热风循环方式，达到槽内的温度指标。温度调节器，采用pid方式控制，led数显设置运行方式：定值运行,自动停止，程序运行。温度调节器的设置，其主要作用在于防止加热器升温过快，由于待烘干产品一般是由不同材质组成，而不同材质之间的热膨胀系数也不同，因此，如果极速升温(设备当前温度为20度，上升至设定的90度)，由于不同材质之间的热膨胀系数不同，容易导致产品的分离损伤。

而针对多个槽体的多层设计，而每个槽体内设置一个或多个抽屉且多个槽体及槽体之间填充保温隔离层，保温隔离层可隔离不同温度层间温度影响，保证独立温度层控温精度。

根据同批次批量不同电子元器件烘干时间不同需求，装置采用单屉计时的设计方式，每屉尺寸根据烘干产品大小、数量需求而定，标准尺寸(w×d×h)800mm×510mm×80mm。层数≥2层，考虑烘干产品大小、数量及取放操作，实际装置制造屉数为4～10屉；每屉采用轨道式推拉设计方便产品取放。每个抽屉设置有把手，把手处装有触碰开关，每个抽屉对应设置一个定时器，烘干装置还包括声光报警提示部件，触碰开关与定时器连接，定时器与声光报警提示部件连接，详见图5。工作时，关上抽屉把手，触碰开关，定时器开始计时，计时能力：1min～99h59min，到时声光报警提示，抽屉拉开烘干计时停止归零。

另外，本实施例还提供了一种pcb组件或smt生产线，生产线包括清洗装置、焊接装置以及上述的防静电烘干装置等。

综上所述，本发明首次在烘干装置中引入了防静电功能，为应对各种使用环境，进一步地首次采用多回路静电防护措施用于烘干静电敏感电子器件、火工或化学品，可有效保证产品质量的可靠性和安全性；另外，本发明采用了单槽单温多屉或多槽多温多屉式容纳形式以及单屉计时形式，可满足同批次批量不同电子器件烘干温度、时间的不同需求，适于推广应用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。