技術(shù)文章

靜電放電防治

市場(chǎng)對(duì)電子產(chǎn)品的輕薄短小的追求，促使電子組件不斷的縮小尺寸加上大量使用高分子材料，因此使靜電對(duì)電子產(chǎn)品的影響日益受到重視，甚至以往不為靜電所動(dòng)的組裝業(yè)也受到一定的壓力。

靜電其實(shí)是一個(gè)因循了幾十年的不正確的名詞，因?yàn)槿绻娪徐o止的那我們今天就不必來(lái)研究如何防止其放電為害的問(wèn)題，而放電就是電子(荷)快速移動(dòng)的現(xiàn)象，當(dāng)電荷未移動(dòng)之前應(yīng)視為一堆有壓力的電子(荷)，就像氣球中有限的氣團(tuán)不能任意移動(dòng)，一旦有移動(dòng)的機(jī)會(huì)就如氣球被戳破一般，瞬間放盡微小而破壞力驚人的能量。[1]

另外，靜電是一種自然的恩賜，有許多產(chǎn)業(yè)是靠靜電獲利的，如影印、涂裝業(yè)，更重要的是如果沒(méi)有靜電力，這個(gè)世界包括你我在內(nèi)都無(wú)法存在。以下本文將延用大家習(xí)慣的名詞，以條例的方式減少文字，分享一些電子封裝組裝業(yè)對(duì)靜電放電破壞的防制方法實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

本文將探討以下幾項(xiàng)有關(guān)靜電放電防制的要點(diǎn)：

1 靜電放電防制作業(yè)規(guī)范；

2 靜電放電防制秘訣；

3 靜電發(fā)生的原因；

4 靜電防護(hù)基本操作；

5 操作人員的靜電防護(hù)；

6 靜電吸附的污染；

7 靜電消除器的選擇；

8 半導(dǎo)體產(chǎn)品的靜電破壞故障分析。

1 靜電放電防制作業(yè)規(guī)范 :

1.1 JESD625-A(Revision of EIA-625)

1.2 ANSI/ESD S20.20

2 靜電放電防制秘訣：[2][3]

2.1 產(chǎn)品不要發(fā)生靜電(電荷不平衡的狀況)。

2.2 不要讓產(chǎn)品的靜電荷不可靠的放電。

2.3 半導(dǎo)體產(chǎn)品因體積小，放置的背景會(huì)影響其靜電電壓的量測(cè)，因此量出低的電壓不代表是可靠的。

2.4 生產(chǎn)及儲(chǔ)存對(duì)靜電放電敏感產(chǎn)品的設(shè)備要作靜電接地。

2.5 接觸靜電放電敏感產(chǎn)品的治具使用抗靜電材料。

2.6 確定產(chǎn)品通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電電荷的位置，并且

2.7 依產(chǎn)品，制程特性選則適當(dāng)?shù)撵o電消除器。

2.8 對(duì)所裝置的靜電消除器要嚴(yán)格依照計(jì)劃?rùn)z測(cè)保養(yǎng)。

3 靜電發(fā)生的原因：[1]

3.1 靜電的產(chǎn)生弟一種原因是兩種能帶不同的物質(zhì)接觸后分離而表面生成不平衡的電荷堆積，凡產(chǎn)品經(jīng)與生產(chǎn)機(jī)具的機(jī)構(gòu)接觸后又分離、經(jīng)黏貼后又分離其表面必定會(huì)產(chǎn)生不平衡的電荷，面積愈大產(chǎn)生電荷愈多，而這兩種物質(zhì)的能帶也決定電荷多少。

3.2 當(dāng)靜電產(chǎn)生在絕緣體與未作靜電接地的導(dǎo)體時(shí)電荷都會(huì)留滯積聚。

3.3 靜電的產(chǎn)生弟二種原因是受周遭帶電物體電場(chǎng)感應(yīng)而產(chǎn)生，物體面積愈大能使被感應(yīng)的物體產(chǎn)生愈多的電荷。

3.4 移動(dòng)位置會(huì)改變帶的電物體的電容量，從工作面拿起一個(gè)小芯片通常不會(huì)有問(wèn)題，但拿起一片晶圓就很可能使其中晶體被靜電放電破壞，光罩或LCD玻璃等大面積物件被拿起離開(kāi)桌面后因電容量變小使靜電壓升高而造成靜電放電破壞。

3.5 靜電是無(wú)塵室里的必然現(xiàn)象，因?yàn)榄h(huán)境較低的相對(duì)濕度促使靜電容易存留堆積，靜電除了會(huì)因放電造成產(chǎn)品破壞，也可能造成環(huán)境災(zāi)害如火災(zāi)等，甚至于使精密設(shè)備當(dāng)機(jī)。[4]

3.6 高電壓的設(shè)施、電纜等外漏的電場(chǎng)也會(huì)使附近產(chǎn)品生成感應(yīng)靜電。

4 靜電防護(hù)基本操作：[2][3][4][5][6][7][8]

4.1 防止靜電放電破壞基本上就是有效控制、延緩放電時(shí)間。

4.2 對(duì)于絕緣體與無(wú)法作靜電接地的導(dǎo)體唯有靜電消除器能平衡消除其電荷堆積。

4.3 導(dǎo)體，例如生產(chǎn)機(jī)具一定要作接地，接觸靜電放電敏感產(chǎn)品的操作面則要作靜電阻抗接地。

4.4 靜電放電敏感產(chǎn)品不要接觸金屬器械模具，會(huì)接觸的工作面要以抗靜電材料制作。

4.5 會(huì)產(chǎn)生靜電的必要器材用具要作好隔離管制。

4.6 運(yùn)送晶圓的塑料晶舟會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的靜電電荷，應(yīng)該在靜電消除器下撕去密封膠帶，等待至少10秒鐘再打開(kāi)蓋子。

4.7 作業(yè)用的晶舟只要移動(dòng)都要在靜電消除器防護(hù)之下。

4.8 電子零件很常用到氣泡布或泡棉包裝，這些包裝材料不要帶到生產(chǎn)在線，尤其是沒(méi)有抗靜電處理的材料。

5 操作人員的靜電防護(hù)：[5][6][7]

5.1 后端的組裝線基本上以戴靜電接地手環(huán)為主，如果地板有靜電接地則可用踝環(huán)接地帶或穿抗靜電拖鞋或抗靜電工作鞋較為方便可靠。

5.2 無(wú)塵室的人員一定是選無(wú)塵室等級(jí)的抗靜電工作鞋。

6 靜電吸附的污染[9][10]

6.1 有了靜電電荷堆積即使沒(méi)有靜電放電也會(huì)造成靜電吸附污染。

6.2 任何靜電電荷堆積的對(duì)象所生成的電力場(chǎng)對(duì)質(zhì)量微小的空氣懸浮顆粒都有致命的吸引力，尤其是帶極性相反電荷的氣浮顆粒。

6.3 靜電吸附作用造成的污染是無(wú)法用一般方法擦拭或吹掉的，而且是愈擦愈臟。

6.4 靜電吸附愈小的污染物其吸附力愈大。

6.5 做好無(wú)塵室管理防止污染發(fā)生，正確的使用靜電消除器來(lái)保持產(chǎn)品常處在低靜電電荷(場(chǎng))的狀態(tài)，才能大幅降低靜電吸附的污染。

7 靜電消除器的選擇：[11][12]

7.1 ISO7以下的無(wú)塵室里一般以離子風(fēng)扇的使用較經(jīng)濟(jì)，有效面積也較大。

7.2 ISO6以上的無(wú)塵室里5cm到30cm短距離則以靜電消除排(Bar Ionizer)或靜電消除噴氣嘴(Nozzle)較合適中距離。

7.3 60cm以上長(zhǎng)距離以及ISO5的環(huán)境則應(yīng)選直流，濟(jì)好是脈波直流電暈放電方式的靜電消除器。

7.4 無(wú)法吹氣的地方可選用無(wú)氣脈波直流電暈放電方式的靜電消除器、軟性X光或非常貴的幅射靜電消除器。

7.5 真空的環(huán)境可使用紫外線靜電消除器。

7.6 對(duì)自動(dòng)平衡的靜電消除器應(yīng)針對(duì)固定的對(duì)象使用，對(duì)移動(dòng)頻繁的對(duì)象要考慮其自動(dòng)平衡的延遲可能反而無(wú)法有效消除靜電。

8 半導(dǎo)體產(chǎn)品的靜電破壞故障分析：[13][14][15][16][17]

8.1 檢驗(yàn)人員的訓(xùn)練與經(jīng)驗(yàn)是故障分析的關(guān)鍵。

8.2 原設(shè)計(jì)廠商的配合才能快速正確的找到故障進(jìn)而找出原因。

8.3 半導(dǎo)體產(chǎn)品的靜電破壞有前后段之分，前段因還沒(méi)有封裝，表面一定可以光學(xué)顯微鏡看得到破壞的痕跡，這時(shí)受過(guò)訓(xùn)練有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能分辨出破壞的痕跡。

8.4 到測(cè)試站發(fā)現(xiàn)漏電的產(chǎn)品，都是已封好的了，如果X光檢查沒(méi)有機(jī)械性短路常會(huì)往靜電破壞的方向去想，要進(jìn)一步檢查當(dāng)然要把封材打開(kāi)。

8.5 如果有原設(shè)計(jì)廠商的指導(dǎo)也可透過(guò)電測(cè)的手法，利用一些對(duì)漏電流有影響的特性，量測(cè)出半導(dǎo)體在特定條件下電流一定的變化，或找到放電擊穿生成的二極管來(lái)加以確認(rèn)故障。

8.6 打開(kāi)后的樣品要先以光學(xué)顯微鏡找破壞的痕跡，然而因有些傷痕很小，有時(shí)高倍數(shù)(1000倍)的光學(xué)顯微鏡都無(wú)法看見(jiàn)，就要倚靠電子顯微鏡(SEM)來(lái)搜尋被破壞的位置。

8.7 有原設(shè)計(jì)廠商的指導(dǎo)接上適當(dāng)電源或信號(hào)源就可藉液晶顯示或者微光顯微鏡找到發(fā)熱點(diǎn)。

8.8 靜電放電破壞的痕跡通常要有些經(jīng)驗(yàn)才看得出來(lái)，其現(xiàn)象常會(huì)是線條邊淺淺的斑，絕緣層中的導(dǎo)線熔融時(shí)熱膨漲造成表面的裂痕一般都要靠電子顯微鏡才能分辨。

8.9 以上所找到發(fā)熱點(diǎn)或熔融裂痕位置要進(jìn)一步藉離子束蝕刻(FIB)切斷面進(jìn)一步找出真正燒熔處加以確認(rèn)。

8.10 集成電路只有輸出入端才會(huì)受到靜電放電破壞。

9 結(jié)論

靜電防護(hù)的投資是無(wú)法估算還本效益，但是往往防止一次靜電破壞就夠本，只要有靜電產(chǎn)生一定會(huì)造成破壞，**正確的作法：防護(hù)重于**，靜電放電防制濟(jì)重設(shè)備的維護(hù)保持靜電消除設(shè)備正常運(yùn)作，其次才是監(jiān)測(cè)，藉高頻電磁波探測(cè)可幫助找到放電位置并排除之。

雖然本文主要探討靜電放電對(duì)集成電路的破壞與防護(hù)方法，但大部份集成電路在測(cè)試出有漏電故障其實(shí)并非靜電放電擊穿所造成，晶圓從原料到制造所產(chǎn)生晶格差排及微污染才是占大比例的重要的原因，可另為文討論。

上一篇：塑料抗靜電認(rèn)知過(guò)程
下一篇：現(xiàn)代靜電防治的新概念

：
0755-86097233
        86097122
        86097133
        86097322
        86097366
        86097033
        86097022
00852-69498948
聯(lián)系人：
陳小姐：13714697028
鐘先生：13603088340
鐘先生：18938830438
周小姐：18026978619

傳真號(hào)碼：
0755-86097488
微信號(hào)碼：13714697028
（網(wǎng)名：海威達(dá)航）
電子郵件：
szshwd@126.com
13714697028@163.COM

防靜電

海威達(dá)航

阿里巴巴

聯(lián)系人：陳梅紅：86 0755-86097233、86097133 傳真號(hào)碼：86097488 移動(dòng)電話：13714697028
公司地址：中國(guó) 廣東深圳市南山區(qū)龍珠大道梅州大廈16樓郵編：518055

粵ICP備09141227號(hào)

主營(yíng)產(chǎn)品：