SL-9263-L01各類集成電路的氧化膜,PMOS-P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體;NMOs―N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體;CMOs一互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體;

SOCMOS一選擇氧化膜的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體;HMOS一高密度N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體;GaAs一砷化鎵半導(dǎo)體;SOS一硅―藍(lán)寶石半導(dǎo)體。

靜電場(chǎng)和靜電流卻成為致命的殺手。凡是靜電放電敏感器件,不管它是安裝在設(shè)備里面的,還是安裝在產(chǎn)品組件上和印制電路板上的,或者是單個(gè)集成電路片,一旦遭受到靜電放電,就會(huì)使器件的物理和電氣性能發(fā)生改變而失效。器件在遭受靜電放電以后,放電電流會(huì)燒穿器件的氧化膜。在電子顯′微鏡底下可以觀察到器件心片上有像“彈坑”一樣的孔洞,圖10一所示的是一個(gè)集成運(yùn)算放大器心片,在遭到靜電放電破壞以后,用電子顯微鏡拍下的照相圖。在照片上可以清楚地看到有一個(gè)直徑為6 um的“彈坑”。圖中④所示的部分是心片的敷

鋁薄膜;③所示的部分是二氧化硅基底。

不同的靜電放電敏感器件所能承受的靜電電壓的大小也不相同,表10-5列出了幾種器件心片的靜電破壞電壓的數(shù)值。

幾種器件的靜電破壞電壓,靜電放電敏感器件,靜電破壞電壓(V),場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFEF),互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(CMOS),雙極型晶體管,可控硅整流器(SCR),精密薄膜電阻(RN型)

靜電的產(chǎn)生及其性質(zhì),造成靜電放電敏感器件損壞的靜電是很容易產(chǎn)生的物理現(xiàn)象,兩種不同材料的相互摩擦是產(chǎn)生靜電荷的主要原因。例如當(dāng)人穿塑料底或皮底鞋在鋪有絕緣橡膠、地毯上行走時(shí),靜電放電敏感器件心片上的靜電放電“彈坑”就會(huì)因摩擦引起帶電;人穿的各種化纖制品服裝、鞋、襪彼此之間互相摩擦產(chǎn)生靜電,這些靜電傳給人體,使人體帶電(當(dāng)人體對(duì)地絕緣時(shí))。有人做過(guò)測(cè)試,在室溫20C,相對(duì)濕度40%時(shí)測(cè)得人體帶電的電壓如表10-6所列的數(shù)據(jù)。

人體的帶電電壓(kV〉,上身衣料維尼龍/棉,棉衣100%,維尼龍/棉55/45,聚酯/人造絲65/35,聚酯/棉65/35

表10-6中所列的數(shù)據(jù),說(shuō)明人體帶電電壓的高低與所穿衣料有關(guān)。不同的衣料所帶電壓是不同的。當(dāng)然這是在人體與地絕緣的情況下測(cè)得的。如果人體與地相連接,則人體中的靜電荷都會(huì)泄漏到地而不可能累積靜電荷,也就不會(huì)有靜電壓產(chǎn)生。

用人造革、泡沫塑料、橡膠、塑料貼面板等容易產(chǎn)生靜電的材料制成的工作臺(tái)、家具、工作室墻壁及各種塑料包裝盒,在使用過(guò)程中不可避免要發(fā)生摩擦,從而產(chǎn)生靜電;高速流動(dòng)的氣體或液體,因?yàn)榕c設(shè)各的腔壁和管壁發(fā)生了摩擦也會(huì)引起靜電。

靜電的產(chǎn)生與空氣的濕度有很大關(guān)系。濕度高時(shí),空氣中所含有的水分子就多,物體表面吸附的水分子也多,表面的電阻率降低,使靜電荷容易由高電位傳到低電位而積聚不起來(lái),產(chǎn)生的靜電電壓必然較低。相反,空氣的濕度較低時(shí),同樣的活動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生較高的靜電電壓,表10-7所列的是不同濕度時(shí)進(jìn)行活動(dòng)的人體上所帶的靜電電壓值。

表10-7 各種活動(dòng)在不同濕度時(shí)使人體所帶的靜電壓(kV),活動(dòng)類型,相對(duì)濕度65%~90%,在地毯上走動(dòng),在聚乙烯地板上走動(dòng),在工作臺(tái)上工作,在泡沫墊椅上坐靜電產(chǎn)生以后,具有以下兩個(gè)顯著的特性:

靜電荷會(huì)在與地絕緣的各種材料、物體以及人體不斷地聚積起來(lái),使其周圍空間形成靜電場(chǎng),這種電場(chǎng)的強(qiáng)度足以擊穿目前各類集成電路的絕緣層,使其失效。

聚積起來(lái)的靜電荷與地之間形成了電位差,并伺機(jī)與地之間形成放電。因此,只要帶電體(包括人體各部分)觸及微電路時(shí)就會(huì)產(chǎn)生放電電流。這種放電的電流有可能將微電路的導(dǎo)體燒熔(見(jiàn)圖10-44)。

靜電故障的防護(hù),近年來(lái),新型的集成電路心片在設(shè)計(jì)制造時(shí)采取了一些措施,譬如附加緩沖電路和(或)旁通電路,來(lái)提高心片自身的抗靜電能力。但在實(shí)際使用時(shí),往往由于靜電放電能量過(guò)大,使附加電路不能奏效,仍然會(huì)使微電路心片遭到擊穿毀壞。因此,只要靜電帶電體觸及到靜電放電敏感器件心片的插腳以及與心片插腳有電氣連接的任何部位,例如印制唱路板上的導(dǎo)電條,印制電路板的插件夾、接線端子以及設(shè)備外殼上的插頭座等,都會(huì)發(fā)生靜電放電而毀壞心片上的微電路�？梢�(jiàn),為了確保機(jī)載設(shè)備的安全,不因其內(nèi)部的靜電放電敏

感器件遭靜電放電而失效,造成設(shè)備故障,機(jī)務(wù)人員在內(nèi)外場(chǎng)維護(hù)和修理含有靜電放電敏感器件的機(jī)載設(shè)備時(shí),必須嚴(yán)格執(zhí)行靜電防護(hù)的安全操作規(guī)程。其中最基本的規(guī)則有以下幾條:

首先識(shí)別靜電放電敏感器件。凡是含有靜電放電敏感器件的設(shè)各和安裝這種設(shè)各的地方,制造商都做出了如表10-8所示的黃色警告標(biāo)志,這是一些底色為黃色上加黑色圖案的標(biāo)志。一般將這些標(biāo)志粘貼在醒目的和操作人員需要操作的部位,例如安裝設(shè)備的框架和地板上,外場(chǎng)可更換件的金屬外殼上,印制電路板插件夾上,以及印制電路板插件的兩片鎖定翼片等。另外,外場(chǎng)可更換件金屬外殼背面的插頭座旁邊也貼有黃色標(biāo)志。各種工作人員在貼有黃色標(biāo)志的部位或設(shè)各上需要進(jìn)行各種操作時(shí),應(yīng)該按照黃色標(biāo)志的提示進(jìn)行。