Nevarnosti statične elektrike v čistih prostorih
1. Elektrostatična Coulombova sila
Under the action of electrostatic Coulomb force, adsorbed dust and dirt cause increased leakage or short circuits in components, damaging performance and significantly reducing yield and reliability. For example, when the dust particle size is >100 μm, širina aluminijaste žice je približno 100 μm in debelina oksidnega filma 50 μm, bo izdelek najverjetneje odstranjen. Zdaj, z manjšimi premeri žice in tanjšimi oksidnimi filmi, lahko celo zelo majhni delci prahu poškodujejo komponente. To se pogosto zgodi med postopki, kot so jedkanje, čiščenje, fotolitografija, točkovno varjenje in pakiranje.
2. Elektrostatična razelektritev (ESD)
(1) Izolacijski oksidni film komponent se razgradi, vodniki pa sežgejo ali stopijo med žicami. Če človeško telo nosi statični naboj 10 kV (100 PF) in se dotakne zatiča naprave, bo prišlo do ESD. Trenutni impulzni odvodni tok proti ozemljitvi lahko doseže vrh 20 A (10 ~ 100 s). To je uničujoče, saj ne škoduje samo napravam s tanko-plastjo SiO2 z visoko-gostoto, finim-premerom, kot sta Lsi in Vlsi, temveč tudi splošnim napravam IC in MOS. Na splošno je vzdržljiva napetost izolacijskega SiO2 filma naprave E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Če je debelina filma SiO2 1000, bo uporaba statične napetosti 50 V–100 V ali več na vhodnem zatiču naprave povzročila okvaro. Zelo običajno je, da človeško telo prenaša statično elektriko, ki presega 50 V ali 100 V.
(2) Povzročanje hrupa in elektromagnetnih motenj
EMI-, ki jih povzroča ESD, ima ostre vrhove in močne signale, ki ustrezajo več voltom energije v vezju. Močan hrup s frekvencami, ki segajo med več MHz ali celo stotine MHz, lahko poškoduje komponente, povzroči okvaro opreme in senzorjev ter celo povzroči zrušitev opreme. EMI,-ki jih povzroča ESD, lahko povzroči tudi napačen vnos signala ali pojav-zaklepanja. Na primer, v čisti sobi, če je elektromagnetni ščit rezine nameščen na jeklenem vozičku, se ESD iz rezine prek induktivnosti prenese na voziček. Ker so kolesa izolirana, lahko difuzija EMI povzroči zrušitev stroja za obdelavo rezin.
(3) Električni udar človeškega telesa
ESD Krogla za statično razelektritev človeškega telesa
Ko ESD na človeško telo ali ESD na človeško telo preseže mejni tok električnega udara človeškega telesa za več kot 5 mA, bodo ljudje doživeli različne škodljive občutke, kar bo povzročilo čustveno stisko in operativne napake med osebjem.
Kljub znatnim prizadevanjem težave s statično elektriko v čistih prostorih za polprevodnike, ploščate zaslone, optoelektroniko itd. še vedno vplivajo na varnost proizvodnje in proizvodnjo izdelkov, proizvodne stroške in učinkovitost ter kakovost in zanesljivost izdelkov. Tuji industrijski strokovnjaki ocenjujejo, da je povprečna letna izguba izdelkov zaradi statične elektrike v ZDA 8-33 %, nekateri pa ocenjujejo, da letna škoda v elektronski industriji zaradi statične elektrike v ZDA doseže 10 milijard dolarjev. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je Japonska analizirala odpadne elektronske izdelke in ugotovila, da so izgube, ki jih povzroči ESD, predstavljale eno tretjino. industrija polprevodnikov, ravnih zaslonov LCD in optoelektronika v moji državi se je začela relativno pozno, vendar se nevarnosti elektrostatične razelektritve (ESD) še vedno pojavljajo pogosto, kar ima za posledico nizke stopnje izkoristka. V bankah, družbah za vrednostne papirje, zaupnih zbirkah podatkov, centrih za spremljanje, dispečerskih sobah in drugih podobnih okoljih lahko ESD zlahka povzroči motnje in izgubo podatkov, kar povzroči še resnejše situacije.