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半导体器件的静电保护!

    使用者必须知道一些不是经常和半导体器件的使用与操作有关的问题。一些和ESD静电释放有关的制造和使用微电子器件问题将在本文进行介绍。

    大家通常认为只有金属氧化物半导体,比如CMOS器件,才会因为静电释放而损坏。这点已经被很多研究和测试所证实了。双极性器件同样容易受静电影响,甚至其失效和退化的门限比CMOS器件还要低。所有的半导体器件都应该被认为是对静电释放敏感的。认识到这一点,可以可观地降低制造和可靠性方面的成本。静电电势存在于任何绝缘介质中。绝缘体不一定是固体,液体和气体同样可以是绝缘体。在没有任何征兆的情况下,绝缘材料里面的电场就会对半导体器件进行放电。大家对寒冷、干燥的冬天里头发梢会竖起来应该很熟悉。这种现象就是由静电积累引起的。有必要知道,人所能感觉到的最小的静电电压大约是4kV。这意味着操作员、程序员、技师和工程师释放静电以后可能自己都没有感觉到它的发生。大家知道,有一些材料容易摩擦起电。简单地说,这一类材料极易产生静电积累,从而导致半导体生产和设备生产中出现问题。其中一些材料在工厂里面是很普遍。的这里列举了一些这类材料,如醋酸纤维、玻璃、尼龙、聚酯、棉织品、丙烯酸树脂、聚亚安酯泡沫塑料、聚四氟乙烯、聚氯乙稀等很多材料。这些材料都应该避免被直接与半导体器件接触,因为它们会产生几千伏的电压。

  
    静电电荷的能量很小,但是对于那些只需很低能量就会失效的MOS器件的结点和门来说有害。一个简单的释放在器件上的静电电流足以使极性器件的MOS门和结点损坏。即使用500倍的光学显微镜也很难捕捉到这种现象。通常需要使用SEM电子扫描显微镜来确定损坏的部位,从而证实ESD确实发生过。
 
    输入保护电路 

    很多半导体器件内置了一个连接到管芯上的输入保护电路,来提高其抗静电能力。这是针对那些有电源和接地的电路的,对那些没有电源和接地的应用没有保护作用。对于那些装有半导体器件的独立电路板,因为和半导体器件相连的电路板可以看作是器件的延伸,放入电路板的电流最终会流入半导体器件,所以这种保护的作用也是微乎其微的。基于这种情况,应该把对组合装置和电路板静电保护和独立半导体器件静电保护同样重视。板子在运输中应该被放在用来保护静电敏感器件的导电容器中。另外,要经常使用接地短路棒,防止静电释放电流通过电路板线路流经半导体器件。


    静电保护材料 

    静电保护材料的种类很多。用户必须了解,每一种材料对静电保护的效果是不一样的。一些材料,如“静电保护袋”、“静电保护管”仅仅在其表面涂上了一层导电喷雾,随着时间和重复的使用它的性能会降级。所以,这种材料更适合与进行一次性的保护使用,而不是和用来进行重复使用。最好的ESD保护材料是整体导电材料。就是不光是外表,它内部也是导电的。这种材料可以重复使用,不用担心它会因为时间和使用而降级。我们要当心导电喷雾在销售过程中的降级,使得它的静电保护等级迅速下降。最好的静电保护方法就是,把所有的半导体器件和系统都认为是静电敏感的,把对半导体系统的静电保护和对半导体器件同样重视并贯穿始终。

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点击次数:2606  发布日期:2017-05-16  【打印此页】  【关闭

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