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靜電放電的危害
作者:3ctest  日期:2010-11-27  瀏覽次數:959次  來(lái)源:
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靜電作為一種普遍物理現象,近十多年來(lái)伴隨著(zhù)集成電路的飛速發(fā)展和高分子材料的廣泛應用,靜電的作用力、放電和感應現象引起的危害十分嚴重,美國統計,美國電子行業(yè)部門(mén)每年因靜電危害造成損失高達100億美元,英國電子產(chǎn)品每年因靜電造成的損失為20億英鎊,日本電子元器件的不合格品中不少于45%的危害是因為靜電放電(ESD)造成的。

問(wèn)題嚴重性還在于很多人對靜電危害的認識不足和防靜電知識的無(wú)知,常把一些因ESD造成的設備性能下降或故障,誤認為是元器件早期老化失效。所造成的誤區有以下幾點(diǎn)。

(1)首先由于許多人對靜電的產(chǎn)生不太了解,因為l~2kV以下的靜電放電感覺(jué)不到的,但卻能使器件因電擊而受到損傷。(須知一般MOS電路和場(chǎng)效應管擊穿電壓約為300V)所以說(shuō)靜電的損傷是在人們不知不覺(jué)的過(guò)程中發(fā)生的。

(2)器件的失效分析比較困難,因為靜電的損傷與其他瞬變過(guò)程的過(guò)電壓造成的器件損傷有時(shí)是很難區分開(kāi)來(lái)。

(3)有的器件在受靜電損傷以后,并不是不能用,而是特性有所下降,人們并不是當時(shí)就能發(fā)現,但已經(jīng)造成了潛在的失效隱患,在將來(lái)某種特定的條件下,最終會(huì )導致器件失效,如器件氧化層出現一個(gè)孔,設備長(cháng)時(shí)間工作后,金屬化電遷移引起短路燒毀,從而導致設備故障。這種類(lèi)型的靜電損傷,將會(huì )大大的縮短元器件的使用壽命。

(4)有人錯誤地認為現在的集成電路,如MOS電路,不少的生產(chǎn)廠(chǎng)家在設計上已采用了抗靜電的保護電路,認為防靜電并不一定需要。但是,人們在生產(chǎn)活動(dòng)中,工作人員穿的化纖衣服,各種塑料制品包裝,上述材料的滑動(dòng)、摩擦、或分離,特別是在空氣干燥的季節里,將會(huì )產(chǎn)生600~15000V的靜電電壓,如果濕度為20%以下時(shí),靜電電壓可高達30kV。即使有保護對于靜電放電的敏感器件也是非常危險的。

有人認為靜電僅對MOS類(lèi)電路損傷,但不盡然,當靜電電壓高到某一限度時(shí),對有些半導體器件也產(chǎn)生損傷。

某廠(chǎng)在使用高頻三級管3DGI42時(shí)發(fā)現了一個(gè)獨特的現象,當工作人員在上班開(kāi)始工作,拿第一支管子測試時(shí),常常發(fā)現是壞的,失效模式為發(fā)射結擊穿,以后就全是好的,這種現象每天重復出現。經(jīng)研究認為,這種失效是由靜電引起的。當工作人員進(jìn)入車(chē)間或實(shí)驗室時(shí),因在地板上走動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜電,加上自身衣服之間摩擦也會(huì )產(chǎn)生靜電,所以當第一次拿管子時(shí),在接觸管子的瞬間靜電釋放,因而使管子損壞。于是,規定凡是第一次測試時(shí),要先摸一摸地線(xiàn),釋放靜電之后,再去拿管子,這個(gè)問(wèn)題因此而得以解決。這個(gè)例子也說(shuō)明,籠統地認為雙極晶體管不是靜電第三器件是錯誤的,特別是對于具有潛結構的高頻或超高頻晶體管,必須考慮防靜電問(wèn)題。

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