工廠防靜電工藝規(guī)范介紹-資料下載頁
2025-04-12 02:50本頁面
【正文】 元器件接觸也會產(chǎn)生靜電放電，并造成靜電損傷。 器件本身的靜電電子元器件的外殼（主要指陶瓷、玻璃和塑料封裝管）與絕緣材料互相摩擦，也會產(chǎn)生靜電，器件外殼帶電后，會通過某一接地的管腳或外接引線釋放靜電，也會對器件造成靜電損傷。 其它靜電來源除上述三種靜電來源外，在電子器件的制造、安裝、傳遞、運(yùn)輸、試驗(yàn)、存儲、測量和調(diào)試等過程中，會遇到各種各樣的由絕緣材料制成的物品，如表4所列，這些物品相互摩擦或與人體摩擦都會產(chǎn)生很高的靜電勢。表4 電子元器件操作環(huán)境的其它靜電源物體材料工作桌、椅油漆或打臘的表面、有機(jī)玻璃纖維材料地板水泥地板、油漆或打臘的木地板、熟料地磚或地板革工作服化纖工作服、非導(dǎo)電工作鞋、清潔棉質(zhì)工作服包裝容器熟料包裝袋、盒、箱、瓶、盤、泡沫塑料襯墊器皿、工具噴霧清洗器、熱吹風(fēng)、熟料或橡膠傳導(dǎo)軌、熟料吸錫器、毛刷、未接地的烙鐵5. 靜電放電失效元器件由靜電放電引發(fā)的失效可以分為突發(fā)性失效和潛在性失效兩種模式。突發(fā)性失效指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規(guī)定的功能，主要表現(xiàn)為開路、短路或參數(shù)嚴(yán)重漂移；潛在性失效是指靜電放電能量比較低，僅在元器件內(nèi)部造成輕微損傷，放電后器件電參數(shù)仍然合格或略有變化，但器件的抗過電能力已經(jīng)明顯削弱，或者使用壽命已明顯縮短，再受到工作應(yīng)力或經(jīng)過一段時(shí)間工作后將進(jìn)一步退化，直至造成徹底失效。在使用環(huán)境中出現(xiàn)的靜電失效大多數(shù)是潛在性失效，椐統(tǒng)計(jì)，在由靜電放電造成的使用失效中，潛在性失效約占90%，而突發(fā)性失效只占10%。潛在性失效比突發(fā)性失效具有更大的危險(xiǎn)性，一方面是由于潛在失效難以檢測、器件在制造和裝配過程中受到潛在性靜電損傷后會影響整機(jī)的使用壽命；另一方面，靜電損傷具有積累性，即使一次靜電放電未能使器件失效，多次靜電損傷累積起來最終必然使之完全失效。靜電放電的失效模式可分為過電壓失效和過電流失效，過電壓失效多發(fā)生于MOS器件，包括MOS電容或鉭電容的雙極型電路和混合電路，過電流熱失效則多發(fā)生與雙極器件，包括輸入用pn結(jié)二極管保護(hù)的MOS電路、肖特基二極管以及含有雙極器件的混合電路。實(shí)際元器件發(fā)生哪種失效，取決于經(jīng)典放電回路的絕緣程度，如果放電回路阻抗低，絕緣性差，元器件往往會因放電產(chǎn)生強(qiáng)電流脈沖導(dǎo)致高溫?fù)p傷，這屬于過電流損傷；如果放電回路阻抗較高，絕緣性好，則元器件會因接受了高電荷而產(chǎn)生高電壓，導(dǎo)致強(qiáng)電場損傷，這屬于過電壓損傷。第二章 制造過程的防靜電損傷技術(shù)靜電現(xiàn)象是客觀存在的，防止靜電對元器件損傷的途徑只有兩種：一方面，從元器件的設(shè)計(jì)和制造上進(jìn)行抗靜電設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化；另一方面，就是采取經(jīng)典防護(hù)措施，使器件在制造、運(yùn)輸和使用過程中盡量避免靜電帶來的損傷。我們作為元件的使用方，只能采取后一種辦法來防止或減少靜電對元器件的損害。 護(hù)的作用和意義為什么要在制造過程中采取防靜電措施？ 多數(shù)的電子元器件是靜電敏感器件多數(shù)未采取保護(hù)措施的元器件靜電放電敏感度都很低，很多在幾百伏以內(nèi)，而且大部分單管不能增加保護(hù)電路，如二極管。一些電路采取了保護(hù)電路，但也只能達(dá)到2000~4000伏，而在實(shí)際使用環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓可能達(dá)到上萬伏。所以我們說，絕大多數(shù)元器件是靜電敏感器件，需要在制造、運(yùn)輸和使用過程中采取防靜電保護(hù)措施。 靜電對電子行業(yè)造成的損失很大電子行業(yè)如微電子、光電子的制造和使用廠商因?yàn)殪o電造成的損失和危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。根據(jù)美國的報(bào)道，他們的電子行業(yè)中，由于ES的影響，每年的損失達(dá)50億美元；據(jù)日本統(tǒng)計(jì)，他們不合格的電子器件中有45%是由于靜電而引起的；我國每年因靜電危害造成的損失至少也有幾千萬。美國半導(dǎo)體可靠性新聞對1993年從制造商、測試方和使用現(xiàn)場得到的3400例失效案例進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，從中可以看出，EOS/ESD造成的失效達(dá)到20%。 靜電會對電子元器件造成潛在損傷潛在的損傷嚴(yán)重威脅器件的壽命和可靠性，并且不能通過檢驗(yàn)等手段挑選出來，危害巨大。 靜電對電子產(chǎn)品的損害靜電對電子產(chǎn)品的損害有多種形式，并具有自身的特點(diǎn)。 靜電損害的形式靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產(chǎn)生放電電流。這三種特性能對電子元器件的三種影響：a. 靜電吸附灰塵、降低元器件的絕緣電阻（縮短壽命）；b. 靜電放電（ESD）破壞，造成電子元器件損傷；c. 靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達(dá)到幾百伏/米），頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對電子產(chǎn)品造成干擾甚至損壞（電磁干擾）。這三種形式對元器件造成的損傷，既可能是永久性的，也可能是暫時(shí)性的；既可能是突發(fā)失效，也可能是潛在失效。其中ESD事件是造成元器件損傷最常見和最主要的原因。 靜電損害的特點(diǎn)a. 隱蔽性：人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電，但是發(fā)生靜電放電人體也不一能有電擊的感覺，這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2~3KV，所以靜電具有隱蔽性；b. 潛在性和累積性：有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降，但多次累積放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，所以靜電對器件的損傷具有潛在性；c. 隨機(jī)性：電子元件什么情況下會遭受靜電破壞呢，從一個(gè)元件被生產(chǎn)出來后，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(chǎn)生也具有隨機(jī)性，其損壞也具有隨機(jī)性的特點(diǎn)d. 復(fù)雜性：靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較高的技術(shù)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)分，使人誤把靜電損傷造成的失效當(dāng)作其它失效。這在對靜電放電損害未有充分認(rèn)識之前，常常歸因與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。所以靜電對電子元器件損傷的分析具有復(fù)雜性。 靜電防護(hù)的目的和原則靜電防護(hù)的根本目的是在電子元器件、組件、設(shè)備的制造和使用過程中，通過各種防護(hù)手段，防止因靜電的力學(xué)和放電效應(yīng)而產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的危害，或?qū)⑦@些危害限制在最小程度，以確保元器件、組件和設(shè)備的設(shè)計(jì)性能及使用性能不致因靜電作用受到損害。從原則上說靜電防護(hù)應(yīng)從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩方面進(jìn)行，控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇；控制靜電消散則主要是快速而安全地將靜電釋放和中和；兩者共同作用的結(jié)果就有可能使靜電電平不超過安全限度，達(dá)到靜電防護(hù)的目的
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