洁净室与静电分析

1、洁净室与静电
(1)洁净室
半导体、平面液晶显示器、光电子和生物医药都需要洁净的生产车间, 通常洁净室是指空间空气悬浮粒子浓渡被控制在规定界限内的房间 或限定空间,这尘埃粒子的粒径越小和被限定的粒数越小,洁净度便 越高。
(2)洁净室的静电
由于洁净室的洁净度要求,室内使用
1大量的高绝缘介质装饰材料、地面、墙、门、顶棚、隔断、工作台、 椅子等等,这些材料摩擦容易起电带电,不易泄漏释放。
光刻间塑料地面500V~1000V,扩散间塑料地面500V~1500V,瓷砖 地面也有500V~1500V,塑料墙纸700V,塑料顶棚OV~1000V,金 属活动皮芏椅面500V~3000V
2人穿洁净工作服、鞋、步行或工作时,与不同物质设备器材摩擦要 产生静电,人、衣服、
鞋都会带电。
人穿尼龙衣、着塑料胶底鞋缓慢地在清洁的地板上走动,人身上带 7000V-8000V静电压。在乙烯基地板上行走可带1200V
(10%~20%RH)、250V( 65%~90%RH),在地毯上行走可带 35000V
(10%~20%RH)、1500V (65%~90%RH),晶片装配线,人穿的 工作服可达10KV
3空调气流经过初效过滤器,中效过滤器,高效过滤器,净化出口气 流是带静电的。
铝板送风口、回风口 500~1000V
4汽车脚垫制造设备大量的绝缘器材、装备和工具,也是重要的静电电荷源。晶片装配 生产线:晶片装料盒35KV,有机玻璃盖8KV,石英制品1.5KV,晶 片托盘6KV,丙烯酸脂盖20KV,台桌面10KV,塑料存贮柜30KV, 玻璃纤维晶体载料盒滑过聚丙烯桌面带10KV
总之:洁净室的洁净度要求越高,静电带电便越严重。
2洁净室静电的危害
(1)静电库仑力
吸上粉尘、污物带给无器件,增大泄漏或造成短路,使性能受损,成 品率和可靠性大大下降。如粉尘粒径>100Mm,铝线宽度约100pm, 氧化膜厚度在50pm时,最易使产品报废,现在线径更细,氧化膜很 薄,很小粒径尘粒子就会损害元器件,这种情形多发生在腐蚀清洗、 光刻、点焊和封装等工艺过程中。
(2)静电放电ESD
1元器件的绝缘氧化膜被击穿,引线被烧断或线间融短。若人体带 上10KV100PF)的静电荷,触摸器件脚时发生ESD,其向大地瞬 间形成脉冲放电电流峰值可达20A电动雕刻刀10~100s),不要说高密度,细 线径,薄Sio2膜的LsiVlsi、就是一般ICrc延时电路MOS都会遭受损坏。
一般说器件绝缘栅Sio2薄膜的耐压场强是E=毛细管数>剪式举升机5-10x106V/cm, 如果器件Sio2膜厚度取1000,其器件输入脚施加50V-100V以上的 静电压就将会被击穿,而人带静电超过50V100V是极平常的。
2造成噪声、发射电磁波干扰
ESD引起EMI其电磁波的前后峰较尖,信号强,相当与电路中几伏 的能量,频率跨越几MH2甚几百MH2的强大噪声,可能引起元器 件损坏,设备和传感器不正常工作,甚至引起设备死机。
ESD引起的EMI还会引发错误信号的输入,或发生锁存现象。如无 尘室中,将晶园片的EMIF箱放在钢的手推车上,晶园片的ESD会 通过电感传给手推车,车轮是绝缘的,则EMI的扩散会引起园晶片 处理机死机。
3电击人体
人的ESD或对人的ESD当超过人体电击极限电流5mA以上时,人 都会有各种伤害感觉,造成工作人员的情绪不安,操作错误。
半导体,平面显示器,光电子等洁净室,尽管做了很多工作,但洁净 室的静电问题仍然影响着生产安全和产品产量,影响着制造成本和效 益,影响产品的质量和可靠性。有报导国外工业专家估计,美国由于 静电造成产品的损失平均在8-33%,见表3静电损耗报告。
还有人估计美国每年静电对电子工业毁损价值达100亿美元,日本 80年代曾对报废的电子产品进行分析,由ESD引起的损失占1/3。 我国半导体,平面液晶显示,光电子等都起步较晚,但静电危害也累 有发生,成品率较低。如北京一公司,SMT车间冬季4个月,常因 ESD造成上百万元损失。上海一家外资企业办公电脑几千台却因 ESD人员叫苦连天,电脑工作不正常。一家研究设计院指挥调度200m2多的 电脑房,ESD严重,无法正常工作。无锡一家外资企业,曾一度由 于ESD,产品质量一直不稳定。而银行、证券公司、机要数据库、 监控中心,电力调度室等等。如出现ESD就很容易引起干扰,数据 遗失,情形就更严重了。

本文发布于:2024-09-23 13:24:44,感谢您对本站的认可!

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