防靜電作用及意義

時(shí)間：2020-11-16作者：昆山昆飛電子有限公司瀏覽：175

為什么在制造過(guò)程中采取防靜電措施？我的意思有以下三個(gè)方面。 
大多數(shù)電子組件對(duì)靜電設(shè)備敏感 
大多數(shù)不受保護(hù)的ESD敏感組件的電壓都非常低，范圍為數(shù)百伏，例如100-200V之間的單管MOS，100-300V之間的GaAs FET，而這些都是單管不能增加電路保護(hù)；某些電路特別采取了靜電CMOS IC設(shè)計(jì)保護(hù)，雖然提高了抗ESD的水平，但大多數(shù)只能達(dá)到2000-4000V，而在實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生的電壓可能會(huì)達(dá)到數(shù)萬(wàn)伏特（例如，表1.4和表1.6的*1章。因此，沒(méi)有保護(hù)措施的組件很容易受到靜電的破壞。隨著組件的減少，這種破壞的規(guī)模會(huì)越來(lái)越大。因此我們說(shuō)，是靜電敏感元件壓倒了大多數(shù)設(shè)備，需要制造，運(yùn)輸和使用過(guò)程中要采取防靜電保護(hù)措施。表2.1列出了一些旨在保護(hù)對(duì)靜電放電敏感的靜態(tài)設(shè)備。 
2，電子工業(yè)對(duì)靜電造成的巨大損失 
電子工業(yè)，如微電子，光電子和制造公司使用，是因?yàn)殪o電造成的損失是非常嚴(yán)重的危害。據(jù)美國(guó)1988年報(bào)道，其電子工業(yè)由于受到ESD的影響，每年損失高達(dá)500億美元；根據(jù)日本的統(tǒng)計(jì)，由于靜電的影響，它們達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)電子設(shè)備的45％。中國(guó)每年因靜電危害而造成的損失至少達(dá)數(shù)千萬(wàn)。圖2.1在美國(guó)Ti公司對(duì)特定年份客戶(hù)進(jìn)行設(shè)備故障原因分析的調(diào)查結(jié)果中，可以看出由EOS / ESD故障造成的總數(shù)占47％；圖1。2美國(guó)半導(dǎo)體制造商在1993年提供的可靠性信息，測(cè)試和使用情況已對(duì)3400例失敗案例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從中我們可以看到，EOS / ESD也是由失敗引起的達(dá)到20％。圖2.3是一個(gè)CMOS器件和一個(gè)雙較器件在ESD中受到的傷害看起來(lái)像是芯片內(nèi)部。ESD對(duì)電子元器件的危害也體現(xiàn)在其潛力上。也就是說(shuō)，在器件受到ESD應(yīng)力后不會(huì)立即失效，而將在逐漸退化或突然失效的過(guò)程中使用。這時(shí)的設(shè)備是“受傷的工作”。這是人們對(duì)靜電認(rèn)識(shí)不足的主要原因之一。事實(shí)上，ESD組件的潛在損壞和累積作用會(huì)嚴(yán)重影響組件使用的可靠性。由于設(shè)備的潛在損壞可以識(shí)別并消除，一旦在應(yīng)用中機(jī)器出現(xiàn)故障，造成較大的損失。而避免或減少這種損失是采取靜電防護(hù)措施以防止靜電釋放成分的危險(xiǎn)的較佳方法。圖2.4是一個(gè)器件受到ESD潛在損壞的例子，該器件沒(méi)有發(fā)生功能故障，但是引腳的IV特性有所改變。圖2.5是對(duì)兩套CMOS IC模型進(jìn)行的可靠性比較測(cè)試的模型。是一組經(jīng)歷過(guò)失敗的ESD低閾值電壓的測(cè)試和完全正常功能的樣品，而另一組則不受任何商品檢驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果為前者的壽命，中位預(yù)期壽命（累計(jì)失敗率為壽命的50％）少于2個(gè)月的數(shù)量級(jí)。這充分表明了對(duì)ESD器件可靠性的潛在損害。 
3，國(guó)內(nèi)外企業(yè)情況 
在1979年**舞臺(tái)上成立了EOS / ESD研究協(xié)會(huì)，主要針對(duì)電子工業(yè)EOS和ESD問(wèn)題并尋求解決方案。MIL 883E“微電路測(cè)試方法”對(duì)ESD標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估水平已進(jìn)行了7次修改，現(xiàn)在是3015.7版，并且微電路的許多標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，軍方必須將ESD等級(jí)定為2kV。美國(guó)大多數(shù)主要的電子制造商在1980年代初期都建立了專(zhuān)門(mén)從事ESD工作的ESD組織，主要從事抗靜電設(shè)計(jì)，靜電測(cè)試，靜電保護(hù)和管理，培訓(xùn)等。與**社會(huì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)在這方面起步較晚，差距也很大。直到較近，才真正發(fā)展了幾年。在軍事上 例如分別對(duì)GJB GJB548A-96和GJB 128A-97的修訂版，增加了對(duì)靜電放電分類(lèi)要求敏感的微電路和分立器件；并要求實(shí)施國(guó)家產(chǎn)品必須賦予ESDS**; 在民用產(chǎn)品，合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè)情況較好，起步較早的情況下，大多數(shù)國(guó)外企業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)踐和ESD防靜電保護(hù)已達(dá)到較高水平，如上海北陵，南京富士通廣東北電等。等民營(yíng)企業(yè)已意識(shí)到靜電問(wèn)題的重要性，并在防靜電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和靜電防護(hù)方面投入資金，**了良好的效果。盡管?chē)?guó)內(nèi)企業(yè)正在逐步完善，但仍有較大差距。例如，軍事產(chǎn)品，如CMOS電路尚未提出2kV的要求；一些生產(chǎn)線裝修豪華，但沒(méi)有防靜電措施；缺乏對(duì)ESD工作培訓(xùn)的工人。

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