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★人體靜電主要是由人的行動,包括人體與衣服、鞋襪等其他物體摩擦、接觸、分離、靜電感應或直接接觸靜電體而產生。靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會產生放電電流。這三種特性能對電子元件的影響:
1.靜電吸附灰塵,降低元件絕緣電阻(縮短壽命)。
2.靜電放電破壞,使元件受損不能工作(完全破壞)。
3.靜電放電電場或電流產生的熱,使元件受傷(潛在損傷)。
4.靜電放電產生的電磁場幅度很大(達幾百伏/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對電子產器造成乾擾甚至損壞(電磁干擾)
5.靜電的放電會使元器件的性能劣化甚至失效,並且會幹擾鄰近儀器及設備的正常工作。
6.靜電對元器件的損害會導致其硬擊穿,也可能會導致軟擊穿硬擊穿是一次性造成晶片介質擊穿、燒毀等永久性的失效。
軟擊穿是指ESD造成元器件的性能劣化或參數指標下降,因此軟擊穿比硬擊穿隱患性大。 如果元件輕微受損,在正常測試下不易發現,在這種情形下,常會因經過多層之加工,甚至已在使用時,才發現破壞,不但檢查不易,而且其損失亦難以預測。要耗費多少人力及財力才能清查出所有問題,而且如果在使用時才察覺故障,其損失將可能巨大。
★靜電對電子產品損害有哪些特點?
1. 隱蔽性
人體不能直接感知靜電除非發生靜電放電,但是發生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺,這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3KV,所以靜電具有隱蔽性。
2. 潛在性
有些電子元器件受到靜電損傷後的性能沒有明顯的下降,但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。
3. 隨機性
電子元件甚麼情況下會遭受靜電破壞呢?可以這麼說,從一個元件產生以後,一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產生也具有隨機動性性。其損壞也具有隨機動性性。
4.複雜性
靜電放電損傷的失效分析工作,因電子產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢,要求較高的技術並往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。
即使如此,有些靜電損傷現像也難以與其他原因造成的損傷加以區別,使人誤把靜電損傷失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前,常常歸因於早期失效或情況不明的失效,從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。
★靜電在電子工業中的危害舉例:
A 晶片制造:
1.靜電吸附微塵粒子,污染晶片
2.由靜電放電產生的射頻,干擾生產,令機件無故停頓
B集成電路:
1.靜電放電擊穿氧化層,造成短路
2.靜電放電的放電電流把金屬層的線路部份熔化,造成開路
3.靜電放電所產生的高溫,改變半導體的屬性,造成不正常的運作。
4.靜電放電造成一些微損害,當成品在正常工作時,微損害會擴大,造成最終產品的故障。
C集成電路在電路板上的裝配:
在插件時、焊接後、或維修時,都可能產生靜電放電效應,破壞板上元件
D液晶片的製造:
1.靜電吸附微塵於玻璃上,造成污染
2.靜電殘留在兩片玻璃之間,若放電時,影響液晶片的顯示