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洁净无尘室净化设备与洁净室防静电的解释与分析

文章来源:http://www.iwuchen.com/  2012年08月16日  点击数:3692

洁净无尘室净化设备与洁净室防静电的解释与分析

     一、洁净室与静电

  1、洁净室

  半导体、平面液晶展现器、光电子和生物医药都需求洁净的消费车间,平日洁净室是指空间空气悬浮粒子浓渡被节制在划定礼貌界线内的房间或限制空间,这尘埃粒子的粒径越小和被限制的粒数越小,洁净度便越高。接近洁净行业的发展,洁净无尘室净化设备与洁净室防静电的解释与分析。

  2、洁净室的静电

  因为洁净室的洁净度请求,室内运用   ----风淋室制造专

  ①风淋室大量的高绝缘介质装饰资料、空中、墙、门、顶棚、间隔、工作台、椅子等等,这些资料摩擦轻易起电带电,不易走漏释放。

  光刻间塑料空中500V~1000V,扩散间塑料空中500V~1500V,瓷砖空中也有500V~1500V,塑料墙纸700V,塑料顶棚OV~1000V,金属运动皮芏椅面500V~3000V。

  ②人穿洁净工作服、鞋、步行或工作时,与分歧物质设备器材摩擦要发生静电,人、衣服、鞋都邑带电。

  人穿尼龙衣、塑料胶底鞋迟缓地在洁净的地板上走动,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),晶片装配线工人穿的工作服可达10KV。

  ③空调气流经由初效空气过滤器、中效空气过滤器、高效空气过滤器,净化出口吻流是带静电的。铝板送风口、回风口约为500~1000V。

  ④大量的绝缘器材、配备和对象,也是首要的静电电荷源。晶片装配消费线:晶片装料盒35KV,有机玻璃盖8KV,石英成品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,静电带电便越严重。

 

  二、洁净室静电的风险

  1、静电库仑力

  在静电库仑力的浸染下,吸附的粉尘、污物构成元器件增大走漏或构成短路,使机能受损,废品率和牢靠性大大下降。如粉尘粒径>100μm,铝线宽度约100μm,氧化膜厚度在50μm时,最易使产品报废。如今线径更细,氧化膜很薄,粒径很小的尘粒子就会毁伤元器件,这种情形多发生发火在侵蚀清洗、光刻、点焊和封装等工艺过程中。

  2、静电放电ESD

  (1)元器件的绝缘氧化膜被击穿,引线被烧断或线间熔断。若人体带上10KV(100PF)的静电荷,触摸器件脚时发生发火ESD,其向大地瞬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,就是通俗IC、MOS都邑遭受损坏。

  通俗说器件绝缘栅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是极平时的。

  (2)构成噪声、发射电磁波干扰

  ESD惹起EMI其电磁波的前后峰较尖,旗子灯号强,相当于电路中几伏的能量,频率超越几MH2甚几百MH2的强大噪声,可能惹起元器件损坏,设备和传感器不正常工作,以至惹起设备死机。

  ESD惹起的EMI还会激发错误旗子灯号的输入,或发生发火锁存现象。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会经由电感传给手推车,车轮是绝缘的,则EMI的扩散会惹起晶圆片措置机死机。

  (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,人都邑有各类危险感觉,构成工作人员的情绪不安,操作错误。

  半导体,平面展现器,光电子等洁净室,虽然做了很多工作,但洁净室的静电问题仍然影响着消费安全和产品产量,影响着生产成本和效益,影响产品的质量和牢靠性。据国外工业专家估量,美国每年因为静电构成产品的损失平均在8-33%,还有人估量美国每年静电对电子工业毁损价值达100亿美圆;日本80年代曾对报废的电子产品中止剖析,由ESD惹起的损失占1/3。

  我国半导体、平面液晶展现、光电子等都起步较晚,但静电风险也时有发生发火,废品率较低。而银行、证券公司、机要数据库、监控中间,电力调剂室等等,若呈现ESD就很轻易惹起干扰,数据丢失,情形就更严重了。

 

  三、洁净室静电节制

  1、静电节制的根起原根底则

  (1) 确定静电节制级别
  (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消失,避免静电蕴蓄
  (4)维护产品不受ESD的损坏

  2、确定静电节制的级别

  (1)元器件、组件和设备静电敏感度分级
  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
  而敏感静电压大于16000V的,便不用回收防静电措施。

  (2)静电防护工作区的分级
  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、组件和设备静电敏感电压的3级。

  3、尽量减小静电荷的发生
  这是节制静电三步曲的第一步,在这净化工作情况中,最好的措施:
  (1)尽量采用性质相似器材,削减在接触摩擦离别过程中发生静电电荷;
  (2)尽量采用导静电型或静电耗散型资料的器材,削减接触摩擦离别过程发生蕴蓄静电荷;
  (3)尽量采用削减接触摩擦离别而发生静电荷的消费流程。

  4、泄放和中和

  这是节制静电三步曲的第二步,在微电子消费的净化室中最平日的措施是接地,采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
  
  洁净室应设一个自力静电接地系统(包括空中接地金属网支系统、消费线工作站接地支系统),以便室内一切设备金属外壳、移动设备的金属支架、防静电器材等安全、有效地将静电荷泄放至大地。工作人员的带电则经由伎俩带接地,以及经由防静电鞋或脚跟带再经防静电空中向大地泄放。空中、墙面、顶棚、间隔等是硬接地,设备外壳、移动设备(车、椅、货架等)、工作台等则属软接地。

  (2)离子化肖电器

  洁净室中消费组装的元器件、PCB,消费线、工作站上老是难免存在一些不能接地的绝缘导体和绝缘介质资料(例如大多半通俗塑料)。在某些情况下,离子化消电器常用来部分消失这些物体上的静电荷,而更经常的是借助于空气离子化来中和在绝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,也是很好的静电荷泄放资料,而且比金属导体泄放更具有安全性,平日被采用做地板、墙面、工作台、周转容器、镊子、刷子等防静电器材。

  5、避免ESD,维护产品

  这是节制静电的三步曲中最后一步。在微电子消费的净化室中,为阻止ESD发生发火在静电敏感元器件或组件、PCB上,一种办法是对元器件和组件供应适合的接地或分路以“消失”掉产品上存在的静电荷;另一种办法是用得当的包装办法和资料来措置静电敏感器件的包装和输运。这些资料可有效地樊篱电荷侵入产品以及削减产品在包装箱中移动而发生静电荷。

  国际上,半导体、平面液晶展现器,光电子展开很快,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。美国ESD协会已劈头修订ANS ESD S 20.20-1999静电放电节制纲目,对SSD静电敏理性分类已作了些修正。

  这给元器件运用者一个警示,不论在人员或设备中止配备生产时,通知你能需求的情况节制请求。假如EPA区域内答应电压抵达25V的话,生怕大家现有的防静电器材、配备、对象以及工程都要经由一番艰苦的起劲。

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