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潔凈室工程在靜電庫(kù)侖力的作用下,吸附的粉塵、污物造成元器件增大泄漏或形成短路,使性能受損,成品率和可靠性大大下降。如粉塵粒徑>100μm,鋁線寬度約100μm,氧化膜厚度在50μm時(shí),最易使產(chǎn)品報(bào)廢。現(xiàn)在線徑更細(xì),氧化膜很薄,粒徑很小的塵粒子就會(huì)損害元器件,這種情形多發(fā)生在腐蝕清洗、光刻、點(diǎn)焊和封裝等工藝過(guò)程中。半導(dǎo)體,平面顯示器,光電子等潔凈室,盡管做了很多工作,但潔凈室的靜電問(wèn)題仍然影響著生產(chǎn)安全和產(chǎn)品產(chǎn)量,影響著制造成本和效益,影響產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。據(jù)國(guó)外工業(yè)專家估計(jì),美國(guó)每年由于靜電造成產(chǎn)品的損失平均在8-33%,還有人估計(jì)美國(guó)每年靜電對(duì)電子工業(yè)毀損價(jià)值達(dá)100億美元;日本80年代曾對(duì)報(bào)廢的電子產(chǎn)品進(jìn)行分析,由ESD引起的損失占1/3。我國(guó)半導(dǎo)體、平面液晶顯示、光電子等都起步較晚,但靜電危害也時(shí)有發(fā)生,成品率較低。而銀行、證券公司、機(jī)要數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)控中心,電力調(diào)度室等等,若出現(xiàn)ESD就很容易引起干擾,數(shù)據(jù)遺失,情形就更嚴(yán)重了。
一般說(shuō)器件絕緣柵SiO2薄膜的耐壓場(chǎng)強(qiáng)是E=(5-10)×106V/cm,如果器件SiO2膜厚度取1000,其器件輸入腳施加50V-100V以上的靜電壓就將會(huì)被擊穿,而人體帶靜電超過(guò)50V、100V是極平常的。元器件的絕緣氧化膜被擊穿,引線被燒斷或線間熔斷。若人體帶上10KV(100PF)的靜電荷,觸摸器件腳時(shí)發(fā)生ESD,其向大地瞬間形成脈沖放電電流峰值可達(dá)20A(10~100s),不要說(shuō)高密度,細(xì)線徑,薄SiO2膜的Lsi、Vlsi,就是一般IC、MOS都會(huì)遭受損壞。
ESD引起EMI其電磁波的前后峰較尖,信號(hào)強(qiáng),相當(dāng)于電路中幾伏的能量,頻率跨越幾MH2甚幾百M(fèi)H2的強(qiáng)大噪聲,可能引起元器件損壞,設(shè)備和傳感器不正常工作,甚至引起設(shè)備死機(jī)。ESD引起的EMI還會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)的輸入,或發(fā)生鎖存現(xiàn)象。如無(wú)塵室中,將晶圓片的EMIF箱放在鋼的手推車上,晶圓片的ESD會(huì)通過(guò)電感傳給手推車,車輪是絕緣的,則EMI的擴(kuò)散會(huì)引起晶圓片處理機(jī)死機(jī)。