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静电释放(ESD)/电气过载(EOS)在电子工业中的危害

发布时间:2014/5/8 21:43:22 访问次数:2940

   在电子工业中,随着集成度越来越高,YFF18PC0J474MT0H集成电路的内绝缘层越来越薄,互连导线宽度与间距越来越小。例如,CMOS器件绝缘层的典型厚度约为O.lUm,其相应耐击穿电压在80~100V; VMOS器件的绝缘层更薄,击穿电压为30V。而在电子产品制造及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过CMOS器件的击穿电压,往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)现象,使其失效或严重影响产品的可靠性。

   电子产品制造中的静电源

   (1)人体静电

   人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子产品制造中主要的静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约为0.5~2kV。另外,空气湿度对静电电压的影响很大,因此在干燥环境中还要上升1个数量级。表6-3为典型的相对湿度与人体活动带静电的关系。

   人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,反应的程度称为电击感度。表6-4为不同静电压放电过程中人体的电击感度。

     

   (2)工作服

   化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6 000V以上的静电电压,并使人体带电。此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。

      

   (3)工作鞋

   橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达l013Q,当与地面摩擦产生静电使人体带电。

   (4)包装和运输过程中

   树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放入包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。

   (5)塑料、树脂等高分子材料的各种包装和器具

   用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚丙乙烯)、PVR(聚氨酯)、PVC和聚酯、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等,都可能因摩擦、冲击产生1~3.5kV静电电压,对敏感器件放电。

   (6)工作台面

   普通工作台面受到摩擦也会产生静电。

   (7)绝缘地面

   混凝土、打蜡、橡胶地板等地面的绝缘电阻高,人体上静电荷不易泄漏。

   (8)电子生产设备和工具方面

   电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机等设备内的高压变压器,交、直流电路都会在设备上感应出静电。如静电泄漏措施不好,都会引起SSD失效。

   从以上数据可以看出,人体在活动中,都有可能产生100~35 000V静电。但大多数情况人体毫无感觉,达到2 500V以上人体才能有电击感。静电敏感元器件(SSD)在运输、存储、使用过程中有可能不知不觉地产生硬击穿或软击穿。因此,有人称静电为“无形杀手”并不过分。


   在电子工业中,随着集成度越来越高,YFF18PC0J474MT0H集成电路的内绝缘层越来越薄,互连导线宽度与间距越来越小。例如,CMOS器件绝缘层的典型厚度约为O.lUm,其相应耐击穿电压在80~100V; VMOS器件的绝缘层更薄,击穿电压为30V。而在电子产品制造及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过CMOS器件的击穿电压,往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)现象,使其失效或严重影响产品的可靠性。

   电子产品制造中的静电源

   (1)人体静电

   人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子产品制造中主要的静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约为0.5~2kV。另外,空气湿度对静电电压的影响很大,因此在干燥环境中还要上升1个数量级。表6-3为典型的相对湿度与人体活动带静电的关系。

   人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,反应的程度称为电击感度。表6-4为不同静电压放电过程中人体的电击感度。

     

   (2)工作服

   化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6 000V以上的静电电压,并使人体带电。此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。

      

   (3)工作鞋

   橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达l013Q,当与地面摩擦产生静电使人体带电。

   (4)包装和运输过程中

   树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放入包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。

   (5)塑料、树脂等高分子材料的各种包装和器具

   用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚丙乙烯)、PVR(聚氨酯)、PVC和聚酯、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等,都可能因摩擦、冲击产生1~3.5kV静电电压,对敏感器件放电。

   (6)工作台面

   普通工作台面受到摩擦也会产生静电。

   (7)绝缘地面

   混凝土、打蜡、橡胶地板等地面的绝缘电阻高,人体上静电荷不易泄漏。

   (8)电子生产设备和工具方面

   电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机等设备内的高压变压器,交、直流电路都会在设备上感应出静电。如静电泄漏措施不好,都会引起SSD失效。

   从以上数据可以看出,人体在活动中,都有可能产生100~35 000V静电。但大多数情况人体毫无感觉,达到2 500V以上人体才能有电击感。静电敏感元器件(SSD)在运输、存储、使用过程中有可能不知不觉地产生硬击穿或软击穿。因此,有人称静电为“无形杀手”并不过分。


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