Чиста стая и статичен анализ
1. Чиста стая и статично електричество
(1) Чиста стая
Полупроводниците, дисплеите с течни кристали с плосък панел, оптоелектрониката и биомедицината изискват чисти производствени цехове. По принцип чистите помещения се отнасят до помещения или ограничени пространства, където концентрацията на суспендирани частици въздух в пространството се контролира в определени граници. Колкото по -малък е ограниченият брой частици, толкова по -висока е чистотата.
(2) Статично електричество в чиста стая
Поради изискванията за чистота на чистата стая, използване на закрито
Голям брой декоративни материали с висока изолационна среда, подове, стени, врати, тавани, прегради, работни маси, столове и т.н., тези материали лесно се електрифицират и зареждат чрез триене и не са лесни за изтичане и освобождаване.
Пластмасов под 500V ~ 1000V в стая за фоторезане, 500V ~ 1500V в помещение за дифузия, 500V ~ 1500V в плочки, 700V за пластмасови тапети, OV ~ 1000V за пластмасов таван, 500V ~ 3000V за подвижна метална повърхност от кожен стол.
HenКогато хората носят чисти гащеризони, обувки, ходят или работят, триенето с различни материали, оборудване и оборудване ще генерира статично електричество, а хората, дрехите и обувките ще бъдат таксувани. Хората носят найлонови дрехи и пластмасови обувки с гумена подметка, които бавно вървят по чистия под, със статично напрежение 7000V ~ 8000V по телата им. 1200V (10%~ 20%RH), 250V (65%~ 90%RH) могат да се използват за ходене по винилов под, 35000V (10%~ 20%RH), 1500V (65%~ 90) могат да се използват за ходене върху килим %RH), монтажната линия за чипове, работното облекло, което хората носят, може да достигне 10KV.
AirВъздушният поток на климатика преминава през филтъра за първичен ефект, филтъра със среден ефект и филтъра с висока ефективност, а пречистеният изходящ въздушен поток се зарежда електростатично.
Изходите за подаване и връщане на въздух от алуминиева плоча са 500 ~ 1000V.
④ Голям брой изолационни съоръжения, оборудване и инструменти също са важни източници на електростатичен заряд. Производствена линия за сглобяване на вафли: кутия за зареждане на вафли 35KV, покритие от плексиглас 8KV, кварцов продукт 1.5KV, тава за вафли 6KV, акрилна обвивка 20KV, плот за маса 10KV, пластмасов шкаф за съхранение 30KV, кутия за зареждане на кристали от стъклени влакна се плъзга върху плота за маса с полипропилен С 10KV.
Накратко: колкото по -високи са изискванията за чистота на чистата стая, толкова по -сериозно е електростатичното зареждане.
2 Опасностите от статично електричество в чисти помещения
(1) Електростатична кулонова сила
Прахът и мръсотията се всмукват и отвеждат до устройства, които ще увеличат изтичането или ще причинят късо съединение, което ще увреди производителността и значително ще намали добива и надеждността. Ако размерът на праховите частици е> 100 μm, ширината на алуминиевата тел е около 100 μm, а дебелината на оксидния филм е 50 μm, лесно е продуктът да бъде бракуван. Сега диаметърът на жицата е по -тънък и оксидният филм е много тънък. Праховите частици с малък размер ще повредят компонентите. Тази ситуация най -често се случва в процеса на почистване от корозия, фотолитография, точково заваряване и опаковане.
(2) Електростатичен разряд ESD
Изолационният оксиден филм на компонента е разрушен, оловната тел е изгорена или жицата е разтопена късо. Ако човешкото тяло носи статичен заряд от 10KV (100PF), ESD ще настъпи при докосване на краката на устройството и той незабавно ще образува пиков импулсен ток към земята до 20A (10 ~ 100s), да не говорим за висока плътност, тънък диаметър на жицата и тънък филм Sio2. Lsi, Vlsi, тоест общи IC, MOS ще пострадат.
Най-общо казано, силата на полето на издържащо напрежение на изолирания филм Sio2 на устройството е E=(5-10) × 106V/cm. Ако дебелината на филма Sio2 на устройството е 1000, входният щифт на устройството ще бъде ударен чрез прилагане на статично напрежение над 50V-100V. Носете го и е много често хората да носят статично електричество над 50V или 100V.
② Причинява шум и смущения от електромагнитни вълни
ESD причинява EMI. Предните и задните върхове на електромагнитната вълна са остри, сигналът е силен и енергията е еквивалентна на няколко волта във веригата. Честотата обхваща няколко MH2 или дори стотици MH2. Силният шум може да причини повреда на компоненти, оборудване и сензори, които да не функционират, или дори да причини замръзване на устройството.
EMI, причинени от ESD, също могат да причинят неправилен входен сигнал или блокиране. Ако EMIF кутията на вафлата е поставена върху стоманена количка в чисто помещение, ESD на вафлата ще бъде предадена на количката чрез индуктивност, а колелата са изолирани и дифузията на EMI ще доведе до срив на вафления процесор .
Токов удар върху човешкото тяло
Когато човешкото ESD или ESD за хората надвишава граничния ток на електрически удар на човешкото тяло с повече от 5mA, хората ще имат различни чувства на нараняване, което ще накара персонала да се почувства неловко и да работи неправилно.
Въпреки че е извършена много работа в чисти помещения като полупроводници, плоски дисплеи и оптоелектроника, проблемите със статичното електричество в чистите помещения все още оказват влияние върху производствената безопасност и продукцията, влияят върху производствените разходи и ползи, както и върху качеството и надеждността на продукта . Съобщава се, че чуждестранните индустриални експерти изчисляват, че средната загуба на продукти, причинена от статично електричество в САЩ, е 8-33%. Вижте Таблица 3 за отчета за статичните загуби.
Някои хора изчисляват, че стойността на щетите на статичното електричество за електронната индустрия в САЩ е 10 милиарда щатски долара всяка година. Япония анализира бракуваните електронни продукти през 80 -те години на миналия век и загубите, причинени от ОУР, възлизат на 1/3. полупроводниците на моята страна' плоските дисплеи с течни кристали и оптоелектрониката започнаха късно, но се появиха и електростатични опасности и процентът на добив е нисък. Например в компания в Пекин цехът за SMT е 4 месеца през зимата, което често причинява загуби от милиони долари поради ESD. Хиляди офис компютри в чуждестранно финансирано предприятие в Шанхай бяха оплакани от персонала на ОУР, а компютрите не работеха правилно. Компютърната зала на изследователски и проектантски институт с повече от 200 квадратни метра има сериозен ESD и не може да работи нормално. Компанията с чуждестранни инвестиции в Уси някога е имала нестабилно качество на продуктите поради ESD. И банки, компании за ценни книжа, поверителни бази данни, мониторингови центрове, диспечерски помещения за електроенергия и т.н. Ако възникне ESD, е лесно да се причинят смущения, а загубата на данни прави ситуацията още по -сериозна.
3 Статично управление за чиста стая
(1) Основни принципи на статичното управление
Определете статичното ниво на управление
Минимизирайте генерирането на статичен заряд
③ Методът за обезвъздушаване и неутрализиране ускорява разсейването на статичния заряд и предотвратява натрупването на статично електричество
Пазете продукта от повреда от ESD
(2) Определете нивото на статичен контрол
① Класификация на електростатичната чувствителност на компоненти, компоненти и оборудване
Ниво 1: лесно се поврежда от електростатично напрежение 0-1999V
Ниво 2: лесно се поврежда от електростатично напрежение 2000-3999V
Ниво 3: лесно се поврежда от електростатично напрежение 4000-5999V
Ако чувствителното статично напрежение е по-голямо от 16000V, не е необходимо да се вземат антистатични мерки.
Класификация на зоната за електростатична защита
Клас А: Оставете електростатичния потенциал на земята да не надвишава ± 100V
Клас B: Оставете електростатичния потенциал на земята да не надвишава ± 1000V
В действителния проект електростатичният потенциал не надвишава 3 нива на чувствителното към електростатично напрежение напрежение на съответните компоненти, компоненти и оборудване като 100V, 500V и 1000V.
(3) Минимизирайте генерирането на статичен заряд, доколкото е възможно
Това е първата стъпка в трилогията на статичното управление. В тази чиста работна среда най -добрите мерки са:
Използвайте оборудване със сходни свойства, доколкото е възможно, за да намалите електростатичния заряд, генериран по време на процеса на разделяне на контактното триене;
Опитайте се да използвате статични проводящи или статично разсейващи материали, за да намалите натрупването на статични заряди по време на процеса на триене и разделяне на контакта;
Опитайте се да използвате производствен процес, който намалява електростатичния заряд, генериран от разделянето на контактното триене.
(4) Облекчаване и неутрализиране
Това е първата стъпка в тристепенния процес на контрол на статичното електричество. Обичайните мерки в чистите помещения за производство на микроелектроника са заземяване, използване на проводими или разсейващи материали за разреждане на статични заряди и йонизиращи разсейватели за неутрализиране на статични заряди.
Земя
Чистото помещение трябва да бъде оборудвано с независима електростатична система за заземяване, включително система за поддържане на заземяване с метална мрежа, система за поддържане на заземяване на работна станция (комплект). За безопасно и ефективно разреждане на статичния заряд към земята от металния корпус на цялото оборудване в помещението, металната скоба на мобилното оборудване и антистатичното оборудване. Земята се обезвъздушава. Земята, стените, таваните, преградите и т.н. са твърдо заземени, докато корпусите на оборудването, мобилното оборудване (автомобили, столове, рафтове и др.), Работните маси и т.н. са меко заземени.
② Йонизиран Xiao Electric
Компоненти, печатни платки, производствени линии и работни станции, произведени и сглобени в чисти помещения, винаги са неизбежни, че има някои изолирани проводници, които не могат да бъдат заземени, и изолационни диелектрични материали (като повечето обикновени пластмаси). В някои среди обикновено се използват йонизиращи елиминатори. Локално разсейвайте статичния заряд върху тези обекти и по -често чрез йонизация на въздуха, за да неутрализирате статичния заряд върху изолационната среда и изолирания проводник.
Статично електричество и статично разсейващи материали
Материалите за проводимост на статично електричество и статично разсейващи материали също са много добри материали за разряд на статичен заряд поради своята проводимост на статично електричество и са по -безопасни от разрядите на метални проводници. Обикновено се използват като подове, стени, работни маси и контейнери за оборот. , Пинсети, четки и друго антистатично оборудване.
(5) Продукти против ESD, защита
Това е последната стъпка в трите стъпки за контрол на статичното електричество. В чистата стая на производството на микроелектроника, за да се предотврати появата на ESD върху чувствителни към статични части компоненти или компоненти, печатни платки, един от начините е да се осигури подходящо заземяване на компоненти и компоненти. Или разклонете към" разсейвайте" статичния заряд, присъстващ върху продукта; първият метод е да се използват подходящи опаковъчни методи и материали за обработка на опаковането и транспортирането на чувствителни към електростатични устройства устройства. Тези материали могат ефективно да предпазват проникването на електрически заряди в продукта и да намалят статичния заряд, генериран от движението на продукта в опаковъчната кутия.
В международен план полупроводниците, дисплеите с течни кристали с плосък панел и оптоелектрониката се развиват бързо и нивото на интеграция става все по-високо. 8&12" се появиха чипове, а диаметрите на чиповата тел стават все по-тънки, а изискванията за антистатичност стават все по-високи. Вижте Таблица 4.
Американската асоциация за ESD започна да преразглежда ANS ESD S 20.20-1999 стоманата за контрол на електростатичния разряд и направи някои промени в класификацията на SSD електростатичната чувствителност, вижте таблици 5, 6 и 7.
Това предупреждава потребителите на компоненти, независимо дали персоналът или оборудването произвежда оборудване, да ви кажат изискванията за контрол на околната среда, които могат да бъдат необходими. Ако допустимото напрежение в зоната на EPA достигне 25V, страхувам се, че съществуващото ни антистатично оборудване, оборудване, инструменти и инженеринг ще трябва да преминат през упорита работа.