集成电路元件的电路减少,电路面积减小,耐压降低,削弱了器件的抗静电冲击能力。静电场和ESD电流成为这些高密度元件的致命杀手。
同时,塑料制品等大量高绝缘材料的广泛应用,大大增加了静电产生的几率,日常生活中,如行走、空气流动、交通工具等都会产生静电。
一般认为只有CMOS芯片对静电敏感。事实上,高度集成的元件和电路是非常敏感的。
一、静电对电子元件的影响:
1)静电吸附灰尘改变了线路间的阻抗,影响产品的功能和使用寿命。
2)元件的绝缘或导体被电场或电流破坏,使元件不能工作(完全破坏)。
3)由于瞬间电场或电流产生的热量,使元器件受伤,虽然能工作,但使用寿命受损。
B.静电损坏的特征:
1.隐蔽性——人体无法直接感知静电,除非发生静电放电;但当静电放电发生时,人体可能感觉不到电击,因为人体感知的静电放电电压为2-3 kV。
2.潜伏期——有些电子元器件被静电损坏后,性能没有明显下降。然而,多次累积放电会对设备造成内伤并产生隐患,并增加设备对静电的敏感性。已经出现的问题,没有办法根治。
3.随机性——什么情况下电子元器件会被静电损坏?可以说,一个部件从生产到损坏的所有过程都受到静电的威胁,静电的产生也是随机的。因为静电的产生和放电都是瞬间的,所以预测和防护极其困难。
4.复杂程度——静电放电损伤元器件的工作,由于电子产品精密微小的结构特点,费时、费力、费钱。更复杂的技术通常需要使用精密仪器,如扫描电子显微镜。即便如此,一些静电损伤现象也很难与其他原因区分开来,从而使人们将静电损伤故障误认为是其他故障。这往往被归因于静电放电损害被完全理解之前的早期故障或未知故障,从而无意识地掩盖。
5.严重程度——ESD表面上只影响成品的用户,实际上也影响到各个层面的厂商,比如保修费,维修,公司信誉。【静电放电的原因_静电的产生_静电防护】
6.工业生产中静电造成的危害静电的产生在工业生产中是不可避免的,其危害可以归结为以下两种机制:
一、静电放电(ESD)造成的危害:
(1)引起电子设备故障或误操作,产生电磁干扰。(2)集成电路和精密电子元件故障,或元件老化,降低生产良率。
(3)高压静电放电引起的触电危及人身安全。
(4)易燃易爆物品多或有粉尘、油雾的生产场所容易引起爆炸和火灾。
二、静电引力(ESA)造成的危害:
(1)电子行业:粉尘吸附造成集成电路和半导体元件污染,大大降低良率。
(2)薄膜和塑料工业:使薄膜或薄膜卷不均匀;胶片和CD塑料盘被灰尘污染,影响质量。
(3)造纸印刷行业:纸张卷绕不均匀,套印不准,吸污严重,甚至纸张粘连,影响生产。
(4)纺织行业:造成一些危害,如根丝飘动、断纱、缠纱等。静电的危害有目共睹,现在越来越多的厂商已经开始实施各种级别的防静电措施和项目。但应该认识到,要完善有效的防静电项目,应根据不同企业、不同工作对象的实际情况制定相应的对策。防静电措施要系统全面,否则可能事倍功半。