一、無塵車間靜電的危害
1、靜電庫侖力
在靜電庫侖力的作用下,吸附的粉塵、污物造成元器件增大泄漏或形成短路,使性能受損,成品率和可靠性大大下降。如粉塵粒徑>100μm,鋁線寬度約100μm,氧化膜厚度在50μm時,最易使產品報廢?,F在線徑更細,氧化膜很薄,粒徑很小的塵粒子就會損害元器件,這種情形多發生在腐蝕清洗、光刻、點焊和封裝等工藝過程中。
2、靜電放電
(1)元器件的絕緣氧化膜被擊穿,引線被燒斷或線間熔斷。若人體帶上10KV(100PF)的靜電荷,觸摸器件腳時發生ESD,其向大地瞬間形成脈沖放電電流峰值可達20A(10~100s),不要說高密度,細線徑,薄SiO2膜的Lsi、Vlsi,就是一般IC、MOS都會遭受損壞。
一般說器件絕緣柵SiO2薄膜的耐壓場強是E=(5-10)×106V/cm,如果器件SiO2膜厚度取1000,其器件輸入腳施加50V-100V以上的靜電壓就將會被擊穿,而人體帶靜電超過50V、100V是極平常的。
(2)造成噪聲、發射電磁波干擾!
ESD引起EMI其電磁波的前后峰較尖,信號強,相當于電路中幾伏的能量,頻率跨越幾MH2甚幾百MH2的強大噪聲,可能引起元器件損壞,設備和傳感器不正常工作,甚至引起設備死機。
ESD引起的EMI還會引發錯誤信號的輸入,或發生鎖存現象。如無塵室中,將晶圓片的EMIF箱放在鋼的手推車上,晶圓片的ESD會通過電感傳給手推車,車輪是絕緣的,則EMI的擴散會引起晶圓片處理機死機。
(3)電擊人體
人體的ESD或對人體的ESD當超過人體電擊極限電流5mA以上時,人都會有各種傷害感覺,造成工作人員的情緒不安,操作錯誤。賽特凈化可提供電子廠潔凈室的咨詢、規劃、設計、施工、安裝、改造等配套服務。
無塵車間的半導體,平面顯示器,光電子等無塵車間,盡管做了很多工作,但無塵車間的靜電問題仍然影響著生產安全和產品產量,影響著制造成本和效益,影響產品的質量和可靠性。據國外工業專家估計,美國每年由于靜電造成產品的損失平均在8-33%,還有人估計美國每年靜電對電子工業毀損價值達100億美元;日本80年代曾對報廢的電子產品進行分析,由ESD引起的損失占1/3。我國半導體、平面液晶顯示、光電子等都起步較晚,但靜電危害也時有發生,成品率較低。而銀行、證券公司、機要數據庫、監控中心,電力調度室等等,若出現ESD就很容易引起干擾,數據遺失,情形就更嚴重了。
二、無塵車間靜電控制
1、靜電控制的基本原則
(1) 確定靜電控制級別
(2)盡量減少靜電荷的產生
(3) 泄放和中和的辦法加速靜電荷消散,防止靜電積累
(4)保護產品不受ESD的損壞
2、確定靜電控制的級別
(1)元器件、組件和設備靜電敏感度分級
1級:易遭受0-1999V靜電電壓損壞的
2級:易遭受2000-3999V靜電電壓損壞的
3級:易遭受4000-5999V靜電電壓損壞的
而敏感靜電壓大于16000V的,便不必采取防靜電措施。
(2)靜電防護工作區的分級
A級:允許對地靜電電位不超過±100V
B級:允許對地靜電電位不超過±1000V
實際工程中是分靜電電位不超過100V、500V、1000V等對應元器件、組件和設備靜電敏感電壓的3級。
3、盡量減小靜電荷的產生
這是控制靜電三步曲的第一步,在這無塵工作環境中,最好的措施:
(1)盡量采用性質相似器材,減少在接觸摩擦分離過程中產生靜電電荷;
(2)盡量采用導靜電型或靜電耗散型材料的器材,減少接觸摩擦分離過程產生積累靜電荷;
(3)盡量采用減少接觸摩擦分離而產生靜電荷的生產流程。