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洁净室与静电分析

1、洁净室 
半导体、平面液晶显示器、光电子和生物医药都需求洁净的出产车间,一般洁净室是指空间空气悬浮粒子浓渡被操控在规则边界内的房间或限制空间,这尘土粒子的粒径越小和被限制的粒数越小,洁净度便越高。 2、洁净室的静电 
因为洁净室的洁净度请求,室内运用 
①许多的高jue缘介质装修资料、地上、墙、门、顶棚、间隔、作业台、椅子等等,这些资料冲突简单起电带电,不易走漏释放。 
光刻间塑料地上500V~1000V,分散间塑料地上500V~1500V,瓷砖地上也有500V~1500V,塑料墙纸700V,塑料顶棚OV~1000V,金属活动皮芏椅面500V~3000V。 
②人穿洁净厂服、鞋、步行或作业时,与不一样物质设备器件冲突要发生静电,人、衣服、鞋都会带电。 人穿尼龙衣、塑料胶底鞋缓慢地在清洗的地板上走动,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)静电压,在地毯上行走可带35000V(10%~20%RH)、1500V(65%~90%RH),晶片安装线工人穿的厂服可达10KV。 
③空调气流通过初效过滤器、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、回风口约为500~1000V。 
④许多的jue缘器件、配备和东西,也是主要的静电电荷源。晶片安装出产线: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:洁净室的洁净度请求越高,静电带电便越严峻。  
二、洁净室静电的损害 1、静电库仑力 
在静电库仑力的效果下,吸附的粉尘、污物构成元器件增大走漏或构成短路,使功能受损,成品率和可靠性大大下降。如粉尘粒径>100μm,铝线宽度约100μm,氧化膜厚度在50μm时,**易使商品作废。现在线径更细,氧化膜很薄,粒径很小的尘粒子就会损害元器件,这种景象多发作在腐蚀清洗、光刻、点焊和封装等技术进程中。 2、静电放电ESD 
(1)元器件的jue缘氧化膜被击穿,引线被烧断或线间熔断。若人体带上10KV(100PF)的静电荷,触摸器件脚时发作ESD,其向大地刹那间构成脉冲放电电流峰值可达20A(10~100s),不要说高密度,细线径,薄SiO2膜的Lsi、Vlsi,即是一般IC、MOS都会遭受损坏。 
一般说器件jue缘栅SiO2薄膜的耐压场强是E=(5-10)×106V/cm,假如器件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,而人体带静电超越50V、100V是极往常的。 (2)构成噪声、发射电磁波搅扰 
ESD导致EMI其电磁波的前后峰较尖,信号强,相当于电路中几伏的能量,频率跨过几MH2甚几百MH2的强壮噪声,也许导致元器件损坏,设备和传感器不正常作业,乃**导致设备死机。 
ESD导致的EMI还会引发过错信号的输入,或发作锁存现象。如无尘室中,将晶圆片的EMIF箱放在钢的手推车上,晶圆片的ESD会通过电感传给手推车,车轮是jue缘的,则EMI的分散会导致晶圆片处理机死机。 
(3)电击人体 
人体的ESD或对人体的ESD当超越人体电击极限电流5mA以上时,人都会有各种伤害感受,构成作业人员的心情不安,操作过错。 
半导体,平面显示器,光电子等洁净室,虽然做了许多作业,但洁净室的静电疑问依然影响着出产安全和商品产量,影响着制构本钱和效益,影响商品的质量和可靠性。据G外工业**估量,美G每年因为静电构成商品的丢失平均在8-33%,还有人估量美G每年静电对电子工业毁损价值达100亿美金;日本80年代曾对作废的电子商品进行剖析,由ESD导致的丢失占1/3。中G半导体、平面液晶显示、光电子等都起步较晚,但静电损害也时有发作,成品率较低。而银行、证券企业、机要数据库、监控基地,电力调度室等等,若呈现ESD就很简单导致搅扰,数据遗失,景象就更严峻了。  
三、洁净室静电操控 1、静电操控的基本原则 (1) 断定静电操控等级 (2)尽量削减静电荷的发生 
(3) 泄放和中和的办法加快静电荷散失,避免静电堆集 (4)维护商品不受ESD的损坏 2、断定静电操控的等级 
(1)元器件、组件和设备静电灵敏度分级 1级:易遭受0-1999V静电电压损坏的 2级:易遭受2000-3999V静电电压损坏的 3级:易遭受4000-5999V静电电压损坏的 #p#分页标题#e#
而灵敏静电压大于16000V的,便不必采纳防静电办法。 (2)静电防护作业区的分级 
A级:答应对地静电电位不超越±100V B级:答应对地静电电位不超越±1000V 
实践工程中是分静电电位不超越100V、500V、1000V等对应元器件、组件和设备静电灵敏电压的3级。 3、尽量减小静电荷的发生 
这是操控静电三步曲的**步,在这净化作业环境中,**佳的办法: (1)尽量选用性质类似器件,削减在触摸冲突别离进程中发生静电电荷; 
(2)尽量选用导静电型或静电耗散型资料的器件,削减触摸冲突别离进程发生堆集静电荷; (3)尽量选用削减触摸冲突别离而发生静电荷的出产流程。 4、泄放和中和 
这是操控静电三步曲的第二步,在微电子出产的净化室中**一般的办法是接地,选用导电性或耗散性资料泄放静电荷,以及离子化消电器中和静电荷。 (1)接地 
洁净室应设一个独立静电接地体系(包括地上接地金属网支体系、出产线作业站接地支体系),以便室内一切设备金属外壳、移动设备的金属支架、防静电器件等安全、有效地将静电荷泄放**大地。作业人员的带电则通过手腕带接地,以及通过防静电鞋或脚跟带再经防静电地上向大地泄放。地上、墙面、顶棚、间隔等是硬接地,设备外壳、移动设备(车、椅、货架等)、作业台等则属软接地。 (2)离子化肖电器 
洁净室中出产拼装的元器件、PCB,出产线、作业站上老是难免存在一些不能接地的jue缘导体和jue缘介质资料(例如大多数一般塑料)。在某些环境下,离子化消电器常用来部分散失这些物体上的静电荷,而更常常的是借助于空气离子化来中和在jue缘介质上和孤立导体上的所带静电电荷。 (3)导静电和静电耗散资料 
导静电资料和静电耗散资料因为其具有导静电性,也是极好的静电荷泄放资料,并且比金属导体泄放更具有安全性,一般被选用做地板、墙面、作业台、周转容器、镊子、刷子等防静电器件。 5、避免ESD,维护商品 
这是操控静电的三步曲中**终一步。在微电子出产的净化室中,为阻挠ESD发作在静电灵敏元器件或组件、PCB上,一种办法是对元器件和组件供给适宜的接地或分路以“散失”掉商品上存在的静电荷;另一种办法是用恰当的包装办法和资料来处理静电灵敏器件的包装和输运。这些资料可有效地屏蔽电荷侵入商品以及削减商品在包装箱中移动而发生静电荷。 
G际上,半导体、平面液晶显示器,光电子开展很快,集成度越来越高,芯片线径越来越细,对防静电请求越来越高。美GESD协会已开始修订ANS ESD S 20.20-1999静电放电操控纲要,对SSD静电灵敏性分类已作了些修正。 
这给元器件运用者一个警示,不管在人员或设备进行配备制作时,告诉你能需求的环境操控请求。假如EPA区域内答应电压到达25V的话,恐怕大家现有的防静电器件、配备、东西以及工程都要通过一番艰苦的尽力
 

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