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静电ESD的对元器的危害

发布时间:2018-10-08 17:39:30  浏览:147

静电ESD的对元器的危害

ESD 对元器件的损害后果可分为:硬击穿和软击穿

①硬击穿:

所谓硬击穿是一次性造成芯片内热二次击穿、金属喷键、熔融、介质击穿、表面击穿、体积击穿等使集成电路彻底损坏、永久性失效,当静电放电能量达到一定值时,足以引起集成电路的爆炸,使其芯片完全烧毁裸露,造成人身伤害设备故障耗费增加。硬击穿特征明显一般来说可以在出厂交货之前检查出来。


 

②软击穿:

软击穿(软失效) 是造成器件的性能劣化或参数指标下降,但还没有完全损坏而形成隐患,在后质量检验中很难被发现,在使用时静电造成的电路潜在损伤,会使其参数变化、品质劣化、寿命降低,使设备运行一段时间后,随温度、时间、电压的变化,出现各种故障不能正常工作,即软失效。

如果受损的芯片属于一些重要的控制系统,如网络中心控制系统、自动播出控制系统、生产调度控制中心、电子作战指挥系统、自动导航系统、火箭发射控制系统等,其造成的危害有时是难以预料的,这潜在的损伤实际上具有更大危害,造成的直接和间接损失更为严重。

有关资料证明 ,ESD 引起的器件损伤

90%为潜在性的软击穿损伤,10%为立即失效的硬击穿损伤

软击穿不易察觉具有潜在隐蔽的特点,危害更大。

3.静电对静电敏感器件的危害

①由于集成电路的集成度越来越高,体积缩小,光刻线条变细,线间距离窄,以及采用大量新型材料(其抗静电性很低) 至使其抗静电性下降。100-200伏的电位差就能将其击穿破坏。

所有的集成电路均对静电敏感,其不同之处只在于所能承受的电压值不同而已,人体有感的静电放电在3000伏以上,因此减少静电到人无感觉的程度,并没有消除电子设备受静电损坏的危害。

当人感觉到静电放电时,可能已经对造成损伤了,所以对静电的防护主要应致力于防患于未然,进行综合防护。

②损伤电子元器件,破坏系统正常工作


静电对电子元器件的危害及防护原理 
电子元器件按其种类不同,受静电破坏的程度也不一样,低的100V的静电压也会对其造成破坏。近年来随着电子元器件发展趋于集成化,因此要求相应的静电电压也在不断降低。
人体所感应的静电电压一般在2-4KV以上,通常是由于人体的轻微动作或与绝缘物的磨擦而引起的。也就是说,倘若我们日常生活中所带的静电电位与IC接触,那么几乎所有的IC都将被破坏,这种危险存在于任何没有采取静电防护措施的工作环境中。静电对IC的破坏不仅体现在电子元器件的制作工序当中,而且在IC的组装、运输等过程中都会对IC产生破坏。
要解决以上问题,可以采取以下各种静电防护措施:
1、操作现场静电防护。对静电敏感器件应在防静电的工作区域内操作;
2、人体静电防护。操作人员穿戴防静电工作服、手套、工鞋、工帽、手腕带;
3、储存运输过程中静电防护。静电敏感器件的储存和运输不能在有电荷的状态下进行。
要实现上述功能,基本做法是设法减小带电物的电压,达到设计要求的安全值以内。即要求下式中的电荷(Q)与电阻(R)要小,静电容量(C)要大。
V=I.R Q=C.V (式中V:电压,Q:电荷量 I:电流 C:静电容量 R:电阻)
当然电阻值也不是越低越好,特别是在大面积场所的防静电区域内必须考虑漏电等安全措施之后再进行材料的选取。
静电防护措施
检查、安装IC静电防护作业场所,本工序防静电措施的目的在于将包括人体在内的作业场所处于同等电位,具体方法如下:
1、将1兆欧的电阻连通后再接地,并佩戴防静电手腕带操作;
2、将测试仪、工具、烙铁等接地;
3、工作台面铺设防静电台垫后接地;
4、操作人员穿戴防静电工衣、工鞋;
5、地面铺设防静电地板或导电橡胶地垫;
6、IC运输、包装过程中应保持同电位。
防静电性能的检测周期及注意事项
防静电台垫、地板、工鞋、工衣、周转容器等应至少每月检测一次。防静电手腕带、风枪、风机、仪器等应每天检测一次。检测时,须考虑受检场所的温度、湿度等因素。

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