静电防护技术在双离合变速器生产过程的应用
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静电会对电子产品造成严重危害,如放电过程中直接击穿电子元器件,多次静电伤害导致电子元器件失效,吸附灰尘影响清洁度和散热,产生电磁波对电子设备产生干扰等。静电放电损伤元器件导致元器件的失效可能是即时失效,也可能是延时失效,而延时失效是出厂前检测不出来的,使用一段时间才会完全失效,因此对变速器的电子元器件做静电防护十分重要,避免不必要的故障分析时间、后期处理附加成本和极端情况下的召回状况。
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1 静电防护技术
1.1 静电产生原理
静电的产生可分为接触起电、感应起电、压电效应起电、剥离起电、断裂起电、非对称摩擦起电、热电效应起电、附着起电和极化起电等。
1.1.1 接触起电
材料由原子组成,原子由质子、中子、电子组成,由于不同原子得失电子的能力不同,当不同材料接触产生摩擦时,电子就会从一种材料转移到另一种材料,材料表面就会产生电荷,即接触起电。
1.1.2 感应起电
当带电物体靠近导体或者低电阻物体时,导体或者低电阻物体内的电子由于受到电场力的作用(同性电荷相斥,异性电荷相吸),会从一端转移到另一端,导致导体或低电阻物体带上电荷,即感应起电。
1.2 静电损伤元器件的原理
当带电的人或物体与电子元器件接触或带电电子元器件与导体接触,静电会导致金属元器件产生了金属镀层熔融,电弧发生放电,产生热二次击穿,介质表面等被击穿以及体积击穿。
1.3 静电防护方法
静电防护主要有控制静电的产生和消除已经产生的静电两种方式。
控制静电的产生需要从基础设施建设、控制环境温度、工艺改进以及材料选用等方面进行控制,相对较难实现。消除已产生的静电主要从带电物体接地和静电中和的方法实现,本文中双离合器变速器采取静电消除的方式进行静电防护。
2 静电防护技术在双离合变速器生产过程中的应用
2.1 ESDS(静电敏感零件)的识别
双离合变速器上静电敏感零件有3种,如图1所示,分别为传感器总成、阀体总成和控制单元总成(TCU)。
图1传感器、阀体和TCU
2.2 静电防护场景
针对内制过程静电敏感零件移动轨迹,识别静电防护的8个场景:零件包装、零件仓储、入口检测、物料配送、线边缓存、生产制造、返工以及产品审核。
2.3 静电防护措施的实施
2.3.1 零件包装静电防护
(1)静电防护检测
经检测,传感器和阀体内包装电阻>1×1011Ω,不满足静电防护要求,其余包装电阻合格。
(2)静电防护措施
将传感器和阀体内包装更换为防静电材料。
2.3.2零件仓储场景静电防护
(1)静电防护检测
零件仓储场景相关电阻检测结果合格。
(2)静电防护措施
静电敏感零件分区存放、划定EPA(ESD保护区域)并粘贴静电防护警示标识。
2.3.3 入口检测场景静电防护
(1)静电防护检测:静电敏感件电压、人体电压、人鞋系统电阻和工作服电阻满足要求,地面电阻、转运小车电阻及工作台电阻不满足要求。
(2)静电防护措施:在地面铺设防静电地垫,防静电地垫通过导线连接到接地端,划定EPA并粘贴相应警示标识。转运车台面铺设防静电垫,防静电垫通过导线连接到铁链上,铁链连接地面。工作台面铺防静电垫,防静电垫通过导线连接到接地端,划定EPA并粘贴警示标识。
2.3.4 物料配送场景静电防护
(1)静电防护检测:物料配送采用原包装上线,不打开零件包装。经检测工作服电阻满足要求,人体电压、人鞋系统电阻、转运车电阻和转运托盘电阻不满足要求。
(2)静电防护措施:配送员工更换静电防护劳保鞋,改造1台转运车用于静电敏感零件,去除表面原漆,喷防静电专用漆,用铁链连接车体和地面。改造10个物料转运托盘用于静电敏感零件,去除表面原漆,喷防静电专用漆,使其满足静电防护要求。
2.3.5 线边缓存场景静电防护
(1)静电防护检测:传感器和TCU料架电阻不满足防静电要求。
(2)静电防护措施:料架流利条更改为防静电流利条,地轮更改为防静电地轮。料架通过导线接地,导线一端接在料架上,另一端接在线体上(线体已接地)。划定EPA,将涉及静电敏感件装配的区域用防静电警示胶带划分,粘贴警示标识。
2.3.6 装配过程静电防护
(1)静电防护检测:阀体电压不满足要求,3种静电敏感件的地面都不满足要求。
(2)静电防护措施:阀体工位安装离子风机,3种静电敏感件工位铺设防静电地垫,防静电地垫接地。3种静电敏感件工位划定EPA,设置静电防护标识。
2.3.7 返工过程静电防护
(1)静电防护检测:地面电阻不满足要求。
(2)静电防护措施:返修区域铺设防静电地垫,人体静电可通过地垫、导线导出,防止对敏感件产生伤害。
为更好地保护静电敏感零件,返修间配备离子风枪,操作者手拿取静电敏感零件前,先用离子风枪对工件及待放置盒吹拂,中和工件和料盒可能存在的电荷,离子风枪可自由移动,便于多处部位的静电消除。划定EPA,并粘贴静电防护警示标识。
2.3.8 产品审核场景静电防护
(1)静电防护检测:地面电阻不满足要求。
(2)静电防护措施:产品审核区域铺设防静电地垫,同返工过程,产品审核区域配备离子风枪。划定EPA,并粘贴静电防护警示标识。
2.4 静电防护措施的符合性验证
措施实施后,对上述检测项(各ESD控制项目)进行检测,检测结果均符合静电防护要求。
3 结语
文章介绍了静电的危害、静电防护的基本定义,分析了静电产生的原理和静电损伤元器件的原理,阐述了静电防护的方法,最后重点介绍了双离合变速器生产全过程(8个场景)的静电防护措施,为今后含有电子元器件的变速器生产过程中的静电防护提供参考。
参考文献
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