制造過程的防靜電損傷技術介紹-文庫吧
2025-06-28 22:09 本頁面
【正文】 性。(3) 隨機性電子元件甚么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個元件產生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機動性性。其損壞也具有隨機動性性。(4) 復雜性 靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。 可能產生靜電損害的制造過程元器件從生產到使用的整體過程中都可能遭受靜電損傷，依各階段的可分為：(1) 元器件制造過程 在這個過程，包含制造，切割、接線、檢驗到交貨。(2) 印刷電路版生產過程 收貨、驗收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。(3) 設備制造過程 電路板驗收、儲存、裝配、品管、出貨。(4) 設備使用過程 收貨、安裝、試驗、使用及保養(yǎng)。(5) 設備維修過程在這整個過程中，每一個階段中的每一個小步驟，元件都可能遭受靜電的影響，而實際上，最主要而又容易疏忽的一點卻是在元器件的傳送與運輸?shù)倪^程。在這整個過程中，不但包裝因移動容易產生靜電外，而且整個包裝容易暴露在外界電場(如經(jīng)過高壓設備附近，工人移動頻繁、車輛迅速移動等)而受到破壞，所以傳送與運輸過程需要特別注意以減少損失，避免無謂之糾紛。所以，從元器件的制造，使用到維修的任一環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生靜電損害。 靜電防護的目的和總的原則 目的和原則 靜電防護的根本目的是在電子元器件、組件、設備的制造和使用過程中，通過各種防護手段，防止因靜電的力學和放電效應而產生或可能產生的危害，或將這些危害限制在最小程度，以確保元器件、組件和設備的設計性能及使用性能不致因靜電作用受到損害。前面我們已經(jīng)提到，電子工業(yè)中靜電危害的主要形式是靜電放電引起的元器件的突變失效和潛在失效，并進而造成整機性能的下降或失效。所以，靜電防護和控制的主要目的應是控制靜電放電，亦即防止靜電放電的發(fā)生或將靜電放電的能量降至所有敏感器件的損傷閾值之下。從原則上說靜電防護應從控制靜電的產生和控制靜電的消散兩方面進行，控制靜電產生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇；控制靜電的消散則主要是快速而安全地將靜電泄放和中和；兩者共同作用的結果就有可能使靜電電平不超過安全限度，達到靜電防護的目的。 基本思路和技術途徑 靜電放電會對器件造成損害，但通過采取正確和適當?shù)撵o電防護和控制措施，建立靜電防護系統(tǒng)，那么就可以消除或控制靜電放電的發(fā)生，使其對元器件的損害降至最小。對靜電敏感器件進行靜電防護和控制的基本思想有兩條：(1) 對可能產生接地的地方要防止靜電的聚集，及采取一定的措施，避免或減少靜電放電的產生，或采取“邊產生邊泄漏”的方法達到消除電荷積聚的目的，將靜電荷控制在不致引起產生危害的程度。(2) 對已存在的電荷積聚，迅速可靠地消除掉。所以生產過程中靜電防護的核心是“靜電消除”。為此可建立一個靜電完全工作區(qū)，即通過使用各種防靜電制品和器材，采用各種防靜電措施，使區(qū)域內的可能產生的靜電電壓保持在對最敏感器件安全的閾值下。其基本途徑有：(1) 工藝控制法、材料選擇、設備安裝和操作管理等方面采取措施，控制靜電的產生和積聚，抑制靜電電位和靜電放電的能力，使之不超過危害的程度。如在半導體制造過程中，當高速器件的淺結形成工序完成后，對沖洗用的去離子水的電阻率就必須控制。雖然電阻率越高，潔凈效果越好，但電阻率越高。絕緣性越越好，在芯片上產生的靜電就越高。因此一般要控制在略高于8MΩ的水平，而不能是初始工序用的16－17MΩ。還有在材料選擇上，包裝材料要采用防靜電材料，盡量避免未經(jīng)處理的高分子材料。(2) 泄漏法旨在使靜電通過泄漏達到消除的目的。通常采用靜電接地是電荷向大地泄漏；也有采用增大物體電導的方法使接地沿物體表面或通過內部泄漏，如添加靜電劑或增濕。最常見的是工作人員帶的防靜電腕帶，靜電接地柱。(3) 靜電屏蔽法根據(jù)靜電屏蔽的原理，可分為內場屏蔽和外場屏蔽兩種。具體措施是用接地的屏蔽罩把帶電體與其它物體隔離開來，這樣帶電體的電場將不會影響周圍其它物體（內場屏蔽）；有時也用屏蔽罩八被隔離的物體包圍起來，使其免受外界電場的影響（外場屏蔽）。如GaAs器件包裝多采用金屬盒或金屬膜。(4) 復合中和法旨在使靜電荷通過復合中和的辦法，達到消除的目的。通常利用接地消除器產生帶有異號電荷的離子與帶電體上的電荷復合，達到中和的目的。一般來說當帶電體是絕緣體時，由于電荷在絕緣體上不能流動，所以不能采用接地的辦法泄漏電荷，這時就必須采用靜電消除器產生異號離子去中和。如對生產線傳送帶上產生的靜電荷就采用這種方法進行消除。(5) 整凈措施旨在避免尖端放電的現(xiàn)象。為此，應該盡可能使帶電體及周圍物體的表面保持光滑和潔凈，以便減少尖端放電的可能性。 靜電防護材料 靜電防護材料或防靜電材料在靜電防護和控制工程中占有重要的地位，由防靜電材料制成的靜電防護用品如容器、服裝、傳送帶等是制造過程中必不可少的。 與靜電防護材料有關的基本概念 這里先介紹一些在靜電防護和控制技術中用到的與材料有關的基本概念。電阻和電阻率：這是靜電控制技術中最關鍵的兩個概念，它們經(jīng)?；煜?，不僅被用來表示材料，還用于描述評估材料的測試方法。 體電阻率：指某材料單位厚度上的直流壓降與單位面積上通過的電流之比。體電阻系數(shù)是材料的基本參數(shù)之一，表示其導電性能，單位為歐姆/厘米。 表面電阻率：該參數(shù)用于厚度一定的薄膜材料，其定義為表面上單位長度的直流壓降與單位寬度流過電流之比。它指正方形兩對邊之間的阻值，只要面積遠遠大于薄膜厚度，則該阻值與正方形的大小無關。表面電阻率的單位是歐姆。 電阻：從另一方面表示不同形狀(面積和長度)和電阻率的材料對電流的阻礙作用，它同時表明材料的表面或表面與地之間的電路連通性以及物體的放電能力，單位是歐姆。 表面電阻：根據(jù)EOS/ESD “靜電釋放平面材料的表面電阻測量”中的定義，表面電阻是指材料某個面上兩點間的直流電壓與通過的電流之比，以歐姆表示
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