Staattisen sähkön vaarat puhdastiloissa
1. Sähköstaattinen Coulombin voima
Under the action of electrostatic Coulomb force, adsorbed dust and dirt cause increased leakage or short circuits in components, damaging performance and significantly reducing yield and reliability. For example, when the dust particle size is >100 μm, alumiinilangan leveys on noin 100 μm ja oksidikalvon paksuus 50 μm, tuote todennäköisimmin romutetaan. Nyt pienemmällä langanhalkaisijalla ja ohuemmilla oksidikalvoilla jopa erittäin pienet pölyhiukkaset voivat vahingoittaa osia. Tämä tapahtuu usein prosesseissa, kuten etsauksessa, puhdistuksessa, valolitografiassa, pistehitsauksessa ja pakkaamisessa.
2. Sähköstaattinen purkaus (ESD)
(1) Komponenttien eristävä oksidikalvo rikkoutuu ja johtimet poltetaan tai sulatetaan johtimien välissä. Jos ihmiskehossa on 10 KV (100 PF) staattinen varaus ja se koskettaa laitteen nastaa, tapahtuu ESD. Hetkellinen pulssipurkausvirta maahan voi saavuttaa huipun 20A (10-100s). Tämä on tuhoisaa ja vahingoittaa paitsi suuri-tiheyksisiä, halkaisijaltaan ohuita{10}ohutkalvoisia SiO2-laitteita, kuten Lsi- ja Vlsi-laitteita, myös yleisiä IC- ja MOS-laitteita. Yleensä laitteen eristävän hilan SiO2-kalvon kestojännite on E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Jos SiO2-kalvon paksuus on 1000, staattisen jännitteen kohdistaminen 50V-100V tai korkeampiin laitteen tulonastassa aiheuttaa rikkoutumisen. On hyvin yleistä, että ihmiskeho kuljettaa yli 50 V tai 100 V staattista sähköä.
(2) Aiheuttaa kohinaa ja sähkömagneettisia häiriöitä
ESD-indusoidulla EMI:llä on teräviä huippuja ja voimakkaita signaaleja, jotka vastaavat useita voltteja virtapiirissä. Voimakas kohina, jonka taajuudet ulottuvat useiden MHz tai jopa satojen MHz, voi vahingoittaa komponentteja, aiheuttaa laitteiden ja antureiden toimintahäiriöitä ja jopa aiheuttaa laitteiden kaatumisen. ESD-indusoitu EMI voi myös aiheuttaa virheellisen signaalin tulon tai lukkiutumisilmiön. Esimerkiksi puhdastilassa, jos kiekon EMI-suoja asetetaan teräsvaunuun, kiekosta tuleva ESD välittyy vaunuun induktanssin kautta. Koska pyörät ovat eristettyjä, EMI:n leviäminen voi aiheuttaa kiekkojen käsittelykoneen kaatumisen.
(3) Sähköisku ihmiskehoon
ESD Ihmiskehon staattisen purkauspallon
Kun ESD ihmiskehoon tai ESD ihmiskehoon ylittää ihmiskehon sähköiskurajavirran yli 5 mA:lla, ihmiset kokevat erilaisia haitallisia aistimuksia, jotka aiheuttavat henkistä kärsimystä ja toimintavirheitä henkilökunnan keskuudessa.
Huolimatta merkittävistä ponnisteluista, staattisen sähkön ongelmat puolijohteiden, litteiden näyttöjen, optoelektroniikan jne. puhdastiloissa vaikuttavat edelleen tuotannon turvallisuuteen ja tuotetuotantoon, valmistuskustannuksiin ja tehokkuuteen sekä tuotteiden laatuun ja luotettavuuteen. Ulkomaiset teollisuusasiantuntijat arvioivat, että staattisen sähkön aiheuttama tuotehävikki Yhdysvalloissa on keskimäärin 8-33 % vuodessa, ja jotkut arvioivat, että staattisen sähkön elektroniikkateollisuudelle aiheuttamat vuosivahingot Yhdysvalloissa ovat 10 miljardia dollaria. 1980-luvulla Japani analysoi romutettuja elektroniikkatuotteita ja havaitsi, että ESD:n aiheuttamien tappioiden osuus oli kolmasosa. kotimaani puolijohde-, litteänäyttöinen LCD- ja optoelektroniikkateollisuus alkoivat suhteellisen myöhään, mutta sähköstaattisen purkauksen (ESD) vaaroja esiintyy edelleen usein, mikä johtaa alhaiseen tuottoprosenttiin. Pankeissa, arvopaperiyrityksissä, luottamuksellisissa tietokannoissa, valvontakeskuksissa, sähkönjakeluhuoneissa ja muissa vastaavissa asetuksissa ESD voi helposti aiheuttaa häiriöitä ja tietojen menetystä, mikä johtaa vielä vakavampiin tilanteisiin.