防静电的作用和意义 EE单管静电

静电的作用和意义 EE单管静电
97油泵资料网_^_r)q_i };h1O_R2u_L_c-p_m_i_R0  为什么要在制造过程中采取防静电控制措施?我们从以下三个方面来说明。 /D_| \_p8\_u!t097油泵资料网
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  1 多数电子元器件是静电敏感器件 97油泵资料网_[_N_l_UN(Y
g.F:N.k多数未采取保护措施的元器件静电放电敏感度都是很低,很多在几百伏的范围,如MOS单管在100-200V之间,GaBs FET100300V之间,而且这些单管是不能增加保护电路的;一些电路尤其是
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光固化剂}_e h C#a_i6J0  DMOS ID采取了静电保护设计,可虽然以明显的提高抗ESD水平,但大多数也只能达到20004000V,而在实际环境中产生的静电电压则可能达到上万伏(如第1章的表1.4和表1.6。因此,没有防护的元器件很容易受到静电损伤。而且随着元器件尺寸的越来减小,这种损伤就会越来越多。所以我们说,绝大多数元器件是静电敏感器件,需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护措施。表2.1列出了一些没有静电保护设计器件的静电放电敏感度。
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  2 静电对电子行业造成的损失很大 97油泵资料网,W_h+N;G%r_s_^
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  电子行业如微电子、光电子的制造和使用厂商因为静电造成的损失和危害是相当严重的。据美国1988年的报道,它们的电子行业中,由于ESD的影响,每年的损失达50亿美元之多;据日本统计,它们不合格的电子器件中有45%是由于静电而引起的;我国每年因静电危害造成的损失也至少有几千万。美国Ti公司对某一年对客户失效器件原因进行分析统计的结果,从中可以看到由EOS/ESD引起的失效占总数的47%;图1.2是美国半导体可靠性新闻对1993年从制造商、测试方和使用现场得到的3400例失效案例进行的统计,从中可以看到,EOS/ESD造成的失效也达到20%。而图2.3是一个DMOS器件和一个双极型器件在受到ESD损伤后芯片内部的相貌像。
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"E_l)X_r_u_@_r0  ESD对电子元器件的危害还表现在它的潜在性。即器件在受到ESD应力后并不马上失效,而会在使用过程中逐渐退化或突然失效。这时的器件是"带伤工作"。这是人们对静电危害认识不够的一个主要原因。实际上,静电放电对元器件损伤的潜在性和累积效应会严
重地影响元器件的使用可靠性。由于潜在损伤的器件无法鉴别和剔除,一旦在上机应用时失效,造成的损失就更大。而避免或减少这种损失的最好办法就是采取静电防护措施,使元器件避免静电放电的危害。
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  图2.4是一个器件受到ESDktkp-073潜在损伤的例子,器件的功能没有失效,只是某个管脚的I-V特性发生了一些变化。 97油泵资料网4b'X%B W_B

;p p_p2Z"P:e6w_E,x0  对一种型号的两组净烟器DMOS ID进行过可靠性对比试验。一组是经历过低于其失效阈值较多电压的ESD试验而功能完全正常的样品,另一组是未经过任何试验的良品。寿命试验的结果是前者的中位寿命(累积失效率为50%的寿命)低于后者2个量级以上。这充分说明了ESD潜在损伤对器件可靠性的影响。 三明治面料97油泵资料网_\ S g
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  3 国内外企业的状况法。美军标883E"微电路试验方法"中关于ESD等级评价的标准已先后7次修订,现在已是3015.7版,而且很多标准明确规定军用微电路必须达到2kVESD等级。
美国多数主要的电子制造商在八十年代初已经建立了他们的ESD组织机构,专门负责ESD方面的工作,主要有防静电设计、静电检测、静电防护以及管理、培训等。
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  与国际上发达国家相比,我国在这方面的工作起步要晚很多,差距也较大。直到最近几年才真正重视和发展起来。在军品方面,如修改版的国军标GJB548B-96和国军标128B97 分别增加了对微电路和分立器件的静电放电敏感度分类要求;并要求贯彻国标的产品必须给出ESDS的值;在民品方面,合资和独资企业的状况较好,起步较早,大多参照国外企业的做法,在抗ESD设计和静电防护方面都达到了较高的水平,而其它民品企业也已经意识到静电问题重要性,并在产品的抗静电设计和生产线的静电防护方面投入人员和资金,取得了很好的效果。虽然国内企业正在逐步改进,但仍然存在不小的差距。举例来说,如军品DMOS电路还未提出的要求;有些生产线豪华装修,但无防静电措施;从业人员缺乏关于ESD的上岗培训等 97油泵资料网2J'c5G Z_na_I

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