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工業(yè)除濕機(jī)

電子產(chǎn)品生產(chǎn)中濕度與溫度對(duì)靜電防護(hù)的影響

欄目:行業(yè)新聞 編輯:gengxin 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 熱度:0 日期:2022-05-18
信息摘要:
摘要:電子產(chǎn)品因靜電導(dǎo)致?lián)p壞,通常是其內(nèi)部的集成電路被靜電擊穿。了解了集成電路的靜電擊穿情況,為了進(jìn)行有效的防護(hù),必須清楚什么情況下會(huì)產(chǎn)生靜電,以及各種情況下靜電電壓有什么不同。靜電是一種客觀自然現(xiàn)象,產(chǎn)生的方式很多,如接觸、摩擦、沖流等等。兩種不同材料摩擦后分開(kāi),會(huì)分別帶有正、負(fù)電荷,處于帶電(靜電)狀態(tài),其帶電量多少取決于材料性質(zhì)、摩擦力大小以及摩擦的頻率。濕度與溫度對(duì)ESD的影響 在實(shí)際生

電子產(chǎn)品生產(chǎn)中濕度與溫度對(duì)靜電防護(hù)的影響

電子產(chǎn)品生產(chǎn)中濕度與溫度對(duì)靜電防護(hù)的影響

摘要:電子產(chǎn)品因靜電導(dǎo)致?lián)p壞,通常是其內(nèi)部的集成電路被靜電擊穿。了解了集成電路的靜電擊穿情況,為了進(jìn)行有效的防護(hù),必須清楚什么情況下會(huì)產(chǎn)生靜電,以及各種情況下靜電電壓有什么不同。


靜電是一種客觀自然現(xiàn)象,產(chǎn)生的方式很多,如接觸、摩擦、沖流等等。兩種不同材料摩擦后分開(kāi),會(huì)分別帶有正、負(fù)電荷,處于帶電(靜電)狀態(tài),其帶電量多少取決于材料性質(zhì)、摩擦力大小以及摩擦的頻率。

濕度與溫度對(duì)ESD的影響

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,除上述具體材料及裝備會(huì)對(duì)電子生產(chǎn)產(chǎn)生靜電威脅外,環(huán)境溫濕度對(duì)靜電的影響也非常明顯。其中濕度影響更大。從靜電防護(hù)角度出發(fā),環(huán)境溫度越低,濕度越大,對(duì)靜電的防護(hù)就越有利。

濕度與溫度對(duì)靜電放電都有影響。在某一有限空間中,對(duì)于含有相同水分的空氣來(lái)說(shuō),熱空氣更能吸收更多的濕氣,這樣它的相對(duì)濕度就更低。也就是說(shuō),在同一個(gè)大環(huán)境中,溫度較高的區(qū)域會(huì)比溫度低的區(qū)域相對(duì)濕度更小。

例如,在冬天室外溫度為0℃,且濕度大約為40%,房間內(nèi)溫度達(dá)到22℃時(shí),室內(nèi)的相對(duì)濕度可能只有10%左右。在這種情況下,如果室內(nèi)沒(méi)有安裝可以補(bǔ)償水分匱乏的加濕器設(shè)施,ESD放電的可能性就會(huì)很大。

由于濕度增加則非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率增加,使物體積蓄的靜電荷可以更快地泄漏。因此對(duì)有靜電危險(xiǎn)的場(chǎng)所,在工藝條件許可時(shí),可以安裝加濕器等以提高空氣的相對(duì)濕度,消除靜電。一般情況,用增濕法消除靜電的效果是很明顯的。

因此,適度將環(huán)境濕度控制在較大的水平上,可以有效控制靜電的發(fā)生。當(dāng)然,對(duì)于某些工藝和測(cè)量環(huán)境,例如電子器件的裝配間、精密儀器測(cè)量間等,出于控制產(chǎn)品極間短路、漏電等情況的發(fā)生和保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的需要,其濕度不允許過(guò)大,通常要求將環(huán)境濕度控制在45%~75%之間。除了這些環(huán)境外,為防止靜電的發(fā)生,建議應(yīng)盡量創(chuàng)造較高的環(huán)境濕度。

在具體的生產(chǎn)中,環(huán)境千差萬(wàn)別,產(chǎn)生靜電的情況也各有不同,需要具體對(duì)待。大多數(shù)情況下,筆者建議,在盡可能提高環(huán)境濕度的基礎(chǔ)上,根據(jù)產(chǎn)品自身的防靜電要求,配備必要的靜電防護(hù)設(shè)施(如防靜電地面、桌椅、工作臺(tái)、周轉(zhuǎn)容器等)和靜電防護(hù)用品,(如防靜電工作服、鞋帽等)就可以有效減少靜電損失,提高經(jīng)濟(jì)效益。

集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和集成化程度的提高使靜電放電(ESD)的危害嚴(yán)重影響到電子產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。在電子工業(yè)領(lǐng)域,由于ESD的影響,美國(guó)每年造成的損失約100億美元,英國(guó)每年損失為35億英鎊,日本不合格的電子器件中有70%是由靜電引起。在我國(guó),因靜電造成的損失也很嚴(yán)重。

隨著集成度不斷提高,集成電路的內(nèi)絕緣層愈來(lái)愈薄,其互連線與間距愈來(lái)愈小,相互擊穿電壓愈來(lái)愈低。MOS電路是集成電路制造的主導(dǎo)技術(shù)。通常MOS電路柵級(jí)絕緣層二氧化硅膜的厚度為0.07-0.15 m,典型值是0.1 m。即使二氧化硅膜材料的擊穿強(qiáng)度高達(dá)16Kv/m,但厚度只有0.1 m之薄,故可算出柵氧膜的理論擊穿電壓為U=16kV/m 0.1 10-6m=0.1kV,即100V 。


MOS電路對(duì)靜電放電的損傷最敏感。而在微電子器件及電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中,所產(chǎn)生的靜電電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其閾值,人體或器具上所帶靜電如不加以適度防護(hù),很容易超過(guò)表中所列的低端電壓。

MOS器件柵氧化截面寬度的減小還將導(dǎo)致承受功率的降低。而且由于尺寸減小,使相應(yīng)的電容量減小,根據(jù)公式U=Q/C,在同樣的靜電荷水平情況下,如電容量C減小一倍,則靜電電壓U相應(yīng)增大一倍。于是擊穿的危險(xiǎn)性更大,極易使器件和產(chǎn)品形成軟或硬損傷,造成失效,甚至嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

近30年來(lái),隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是以構(gòu)件物理尺寸日趨縮小和集成密度日趨增大為特征的集成電路、微組裝技術(shù)的發(fā)展,以及許多新的高分子材料的廣泛使用,靜電防護(hù)問(wèn)題為更多的行業(yè)所關(guān)注,而ESD的防護(hù)領(lǐng)域也日漸廣泛,人們對(duì)靜電防護(hù)的認(rèn)識(shí)也必將隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而日益深化。

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