靜電釋放(ESD)/電氣過載(EOS)在電子工業(yè)中的危害
發(fā)布時間:2014/5/8 21:43:22 訪問次數(shù):2959
在電子工業(yè)中,隨著集成度越來越高,YFF18PC0J474MT0H集成電路的內(nèi)絕緣層越來越薄,互連導線寬度與間距越來越小。例如,CMOS器件絕緣層的典型厚度約為O.lUm,其相應耐擊穿電壓在80~100V; VMOS器件的絕緣層更薄,擊穿電壓為30V。而在電子產(chǎn)品制造及運輸、存儲等過程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠遠超過CMOS器件的擊穿電壓,往往會使器件產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿(器件局部損傷)現(xiàn)象,使其失效或嚴重影響產(chǎn)品的可靠性。
電子產(chǎn)品制造中的靜電源
(1)人體靜電
人體的活動,人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是電子產(chǎn)品制造中主要的靜電源之一。人體靜電是導致器件產(chǎn)生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產(chǎn)生的靜電電壓約為0.5~2kV。另外,空氣濕度對靜電電壓的影響很大,因此在干燥環(huán)境中還要上升1個數(shù)量級。表6-3為典型的相對濕度與人體活動帶靜電的關系。
人體帶電后觸摸到地線,會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,人體就會產(chǎn)生不同程度的電擊感反應,反應的程度稱為電擊感度。表6-4為不同靜電壓放電過程中人體的電擊感度。
(2)工作服
化纖或棉制工作服與工作臺面、坐椅摩擦時,可在服裝表面產(chǎn)生6 000V以上的靜電電壓,并使人體帶電。此時與器件接觸時,會導致放電,容易損壞器件。
(3)工作鞋
橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達l013Q,當與地面摩擦產(chǎn)生靜電使人體帶電。
(4)包裝和運輸過程中
樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放入包裝中運輸時,器件表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏的靜電電壓,對敏感器件放電。
(5)塑料、樹脂等高分子材料的各種包裝和器具
用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚丙乙烯)、PVR(聚氨酯)、PVC和聚酯、樹脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉箱、PCB架等,都可能因摩擦、沖擊產(chǎn)生1~3.5kV靜電電壓,對敏感器件放電。
(6)工作臺面
普通工作臺面受到摩擦也會產(chǎn)生靜電。
(7)絕緣地面
混凝土、打蠟、橡膠地板等地面的絕緣電阻高,人體上靜電荷不易泄漏。
(8)電子生產(chǎn)設備和工具方面
電烙鐵、波峰焊機、再流焊爐、貼裝機等設備內(nèi)的高壓變壓器,交、直流電路都會在設備上感應出靜電。如靜電泄漏措施不好,都會引起SSD失效。
從以上數(shù)據(jù)可以看出,人體在活動中,都有可能產(chǎn)生100~35 000V靜電。但大多數(shù)情況人體毫無感覺,達到2 500V以上人體才能有電擊感。靜電敏感元器件(SSD)在運輸、存儲、使用過程中有可能不知不覺地產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿。因此,有人稱靜電為“無形殺手”并不過分。
在電子工業(yè)中,隨著集成度越來越高,YFF18PC0J474MT0H集成電路的內(nèi)絕緣層越來越薄,互連導線寬度與間距越來越小。例如,CMOS器件絕緣層的典型厚度約為O.lUm,其相應耐擊穿電壓在80~100V; VMOS器件的絕緣層更薄,擊穿電壓為30V。而在電子產(chǎn)品制造及運輸、存儲等過程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠遠超過CMOS器件的擊穿電壓,往往會使器件產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿(器件局部損傷)現(xiàn)象,使其失效或嚴重影響產(chǎn)品的可靠性。
電子產(chǎn)品制造中的靜電源
(1)人體靜電
人體的活動,人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是電子產(chǎn)品制造中主要的靜電源之一。人體靜電是導致器件產(chǎn)生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產(chǎn)生的靜電電壓約為0.5~2kV。另外,空氣濕度對靜電電壓的影響很大,因此在干燥環(huán)境中還要上升1個數(shù)量級。表6-3為典型的相對濕度與人體活動帶靜電的關系。
人體帶電后觸摸到地線,會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,人體就會產(chǎn)生不同程度的電擊感反應,反應的程度稱為電擊感度。表6-4為不同靜電壓放電過程中人體的電擊感度。
(2)工作服
化纖或棉制工作服與工作臺面、坐椅摩擦時,可在服裝表面產(chǎn)生6 000V以上的靜電電壓,并使人體帶電。此時與器件接觸時,會導致放電,容易損壞器件。
(3)工作鞋
橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達l013Q,當與地面摩擦產(chǎn)生靜電使人體帶電。
(4)包裝和運輸過程中
樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放入包裝中運輸時,器件表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏的靜電電壓,對敏感器件放電。
(5)塑料、樹脂等高分子材料的各種包裝和器具
用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚丙乙烯)、PVR(聚氨酯)、PVC和聚酯、樹脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉箱、PCB架等,都可能因摩擦、沖擊產(chǎn)生1~3.5kV靜電電壓,對敏感器件放電。
(6)工作臺面
普通工作臺面受到摩擦也會產(chǎn)生靜電。
(7)絕緣地面
混凝土、打蠟、橡膠地板等地面的絕緣電阻高,人體上靜電荷不易泄漏。
(8)電子生產(chǎn)設備和工具方面
電烙鐵、波峰焊機、再流焊爐、貼裝機等設備內(nèi)的高壓變壓器,交、直流電路都會在設備上感應出靜電。如靜電泄漏措施不好,都會引起SSD失效。
從以上數(shù)據(jù)可以看出,人體在活動中,都有可能產(chǎn)生100~35 000V靜電。但大多數(shù)情況人體毫無感覺,達到2 500V以上人體才能有電擊感。靜電敏感元器件(SSD)在運輸、存儲、使用過程中有可能不知不覺地產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿。因此,有人稱靜電為“無形殺手”并不過分。