Staatilise elektri ohud puhastes ruumides
1. Elektrostaatiline Coulombi jõud
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, alumiiniumtraadi laius on umbes 100 μm ja oksiidkile paksus 50 μm, toode läheb kõige tõenäolisemalt vanarauaks. Nüüd, peenemate traadi läbimõõtude ja õhemate oksiidkiledega, võivad isegi väga väikesed tolmuosakesed komponente kahjustada. See juhtub sageli selliste protsesside käigus nagu söövitamine, puhastamine, fotolitograafia, punktkeevitus ja pakendamine.
2. Elektrostaatiline lahendus (ESD)
(1) Komponentide isoleeriv oksiidkile purustatakse ja juhtmed põletatakse või sulatatakse juhtmete vahel. Kui inimkeha kannab staatilist laengut 10 KV (100 PF) ja puudutab seadme kontakti, tekib ESD. Hetkeline impulsslahendusvool maapinnale võib ulatuda 20A (10–100 s) haripunkti. See on laastav, kahjustades mitte ainult suure-tihedusega, peene{10}}läbimõõduga, õhukese{11}}kilega SiO2-seadmeid, nagu Lsi ja Vlsi, vaid ka üldisi IC-sid ja MOS-seadmeid. Üldjuhul on seadme isoleeriva paisu SiO2 kile vastupidavuspinge E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Kui SiO2 kile paksus on 1000, põhjustab staatilise pinge 50–100 V või kõrgema rakendamine seadme sisenditihvtile rikke. On väga tavaline, et inimkeha kannab staatilist elektrit üle 50 V või 100 V.
(2) Põhjustab müra ja elektromagnetilisi häireid
ESD-indutseeritud EMI-l on teravad piigid ja tugevad signaalid, mis võrdub mitme volti energiaga vooluringis. Võimas müra, mille sagedused ulatuvad mitu MHz või isegi sadu MHz, võib kahjustada komponente, põhjustada seadmete ja andurite talitlushäireid ning isegi seadmete kokkujooksmist. ESD-indutseeritud EMI võib samuti põhjustada vigase signaali sisend- või lukustumisnähtusi. Näiteks puhtas ruumis, kui vahvli EMI-kilp asetatakse teraskärule, edastatakse vahvlilt tulev ESD induktiivsuse kaudu kärule. Kuna rattad on isoleeritud, võib EMI difusioon põhjustada vahvlitöötlusmasina kokkuvarisemise.
(3) Inimkeha elektrilöök
ESD Inimkeha staatilise laengu kuul
Kui ESD inimkehale või ESD inimkehale ületab inimkeha elektrilöögi piirvoolu rohkem kui 5 mA võrra, kogevad inimesed mitmesuguseid kahjulikke aistinguid, mis põhjustavad töötajate hulgas emotsionaalset stressi ja töövigu.
Vaatamata märkimisväärsetele jõupingutustele mõjutavad staatilise elektri probleemid pooljuhtide, lameekraanide, optoelektroonika jne puhastes ruumides endiselt tootmise ohutust ja toodangut, tootmiskulusid ja -tõhusust ning toote kvaliteeti ja töökindlust. Välismaiste tööstusekspertide hinnangul on USA-s staatilisest elektrist tingitud keskmine tootekadu aastas 8-33% ja mõnede hinnangul ulatub staatilise elektri elektroonikatööstusele USA-s aastane kahju 10 miljardi dollarini. 1980. aastatel analüüsis Jaapan lammutatud elektroonikatooteid ja leidis, et ESD põhjustatud kahjud moodustasid kolmandiku. minu kodumaa pooljuhtide, lameekraanpaneelide LCD ja optoelektroonikatööstus algas suhteliselt hilja, kuid elektrostaatilise lahenduse (ESD) ohud esinevad endiselt sageli, mille tulemuseks on madal tootlus. Pankades, väärtpaberifirmades, konfidentsiaalsetes andmebaasides, seirekeskustes, toitejaotusruumides ja muudes sarnastes seadetes võib ESD kergesti põhjustada häireid ja andmekadu, põhjustades veelgi tõsisemaid olukordi.