靜電對電子產(chǎn)品生產(chǎn)的影響
近半個世紀以來ESD在工業(yè)部門所造成的著火、爆炸等事故。僅美國電子工業(yè)每年因靜電造成的損失達幾百億美圓,因此,ESD防護對于減少損失、提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率具有非常重要意義。
一、靜電對電子產(chǎn)品生產(chǎn)的影響主要有兩個方面:
(1)靜電造成的污染
靜電會把污染物的微小顆粒吸引到半導體晶片的表面,使電子器件例如微處理器的運作以及它所控制的設(shè)備出現(xiàn)問題。在凈化室中處理材料時,也會由于靜電產(chǎn)生問題。
潔凈室是指有HEPA過濾系統(tǒng)的工作環(huán)境。HEPA過濾系統(tǒng)能夠濾去進入
潔凈室的空氣中的微小顆粒。但是,潔凈室并不是潔凈。因為在潔凈室外中有人員、機器、儀器和各種設(shè)備,都會使?jié)崈羰沂艿轿廴尽崈羰抑谐3J褂玫乃芰?、石英、陶瓷、玻璃、硅都是很好的絕緣體,容易累積靜電荷。人員、機器、儀器和設(shè)備都可能把微小的顆粒帶入潔凈室。如果一個產(chǎn)品的硅片表面帶有電荷又沒有凈它消除;它的表面會吸引空氣中的微小顆粒,如果使這個產(chǎn)品變成廢品。研究表明,靜電是使直徑為0.1微米至1微米的顆粒沉積在晶片上的主要原因。這類污染是造成電子產(chǎn)品成品率下降的主要因素。
(2)靜電放電對器件的毀壞
在電子器件、線路板、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的制造、安裝、運輸和測試過程中,靜電放電會損壞器件。例如,在濕度為10%時,把雙列直插器件從聚四苯乙烯海棉橡膠上取下來時產(chǎn)生的靜電電壓高達14500伏;在濕度為55%、溫度為24℃的環(huán)境中;人在地毯上行走十尺,人體上荷聚積的靜電可以達到5000伏,這樣高的電壓會在很短的時間內(nèi)將器件毀壞。因為MOS器件的擊穿電壓是100伏。
注:MOS是對金屬(Metal)--氧化物(Oxide)--半導體(Semiconductor))的簡稱,MOS結(jié)構(gòu)是由一層薄的氧化物介質(zhì)分隔的導體和半導體襯底組成的。
現(xiàn)在電路尺寸不斷地縮小,亞微米技術(shù)的應用已是司空見慣。器件的尺寸縮小了,集成程度大幅度提高,一塊芯片上可以制造數(shù)以百萬只的晶體管。但是它們承受靜電放電的能力也大大地下降。靜電放電會使氧化物受到破壞而造成短路,降低成品率。