無塵室靜電控制
(1) 靜電控制的基本原則
① 確定靜電控制級別
② 盡量減少靜電荷的產(chǎn)生
③ 泄放和中和的辦法加速靜電荷消散,防止靜電積累
④ 保護(hù)產(chǎn)品不受ESD的損壞
(2) 確定靜電控制的級別
① 元器件、組件和設(shè)備靜電敏感度分級
1級:易遭受0-1999V靜電電壓損壞的
2級:易遭受2000-3999V靜電電壓損壞的
3級:易遭受4000-5999V靜電電壓損壞的
而敏感靜電壓大于16000V的,便不必采取防靜電措施。
② 靜電防護(hù)工作區(qū)的分級
A級:允許對地靜電電位不超過±100V
B級:允許對地靜電電位不超過±1000V
實(shí)際工程中是分靜電電位不超過100V、500V、1000V等對應(yīng)元器件、組件和設(shè)備靜電敏感電壓的3級。
(3) 盡量減小靜電荷的產(chǎn)生
這是控制靜電三步曲的弟一步,在這凈化工作環(huán)境中,濟(jì)好的措施:
① 盡量采用性質(zhì)相似器材,減少在接觸摩擦分離過程中產(chǎn)生靜電電荷;
② 盡量采用導(dǎo)靜電型或靜電耗散型材料的器材,減少接觸摩擦分離過程產(chǎn)生積累靜電荷;
③ 盡量采用減少接觸摩擦分離而產(chǎn)生靜電荷的生產(chǎn)流程。
(4) 泄放和中和
這是控制靜電三步曲的弟二步,在微電子生產(chǎn)的凈化室中濟(jì)通常的措施是接地,采用導(dǎo)電性或耗散性材料泄放靜電荷,以及離子化消電器中和靜電荷。
① 接地
潔凈室應(yīng)設(shè)一個(gè)獨(dú)立靜電接地系統(tǒng),包括地面接地金屬網(wǎng)支系統(tǒng)、生產(chǎn)線工作站(臺)接地支系統(tǒng)。以便室內(nèi)所有設(shè)備金屬外殼,移動(dòng)設(shè)備的金屬支架,防靜電器材等可靠、有效地將靜電荷泄放至大地,工作人員的帶電則通過手腕帶接地,通過防靜電鞋或腳跟帶再經(jīng)防靜電地面向大地泄放。地面、墻面、頂棚、隔斷等是硬接地,設(shè)備外殼、移動(dòng)設(shè)備(車、椅、貨架等)、工作臺等則屬軟接地。
② 離子化肖電器
潔凈室中生產(chǎn)組裝的元器件、PCB、生產(chǎn)線上、工作站上總是難免存在一些不能接地的絕緣導(dǎo)體,絕緣介質(zhì)材料(例如大多數(shù)普通塑料),在某些環(huán)境下,離子化消電器常用來局部消散這些物體上的靜電荷,而更經(jīng)常的是借助于空氣離子化來中和在絕緣介質(zhì)上和孤立導(dǎo)體上的所帶靜電電荷。
③ 導(dǎo)靜電和靜電耗散材料
導(dǎo)靜電材料和靜電耗散材料由于其具有導(dǎo)靜電性,也是很好的靜電荷泄放材料,而且比金屬導(dǎo)體泄放更具有可靠性,通常被采用做地板、墻面、工作臺、周轉(zhuǎn)容器、鑷子、刷子等防靜電器材。
(5) 防ESD,保護(hù)產(chǎn)品
這是控制靜電的三步曲中濟(jì)后一步,在微電子生產(chǎn)的凈化室中,為阻止ESD發(fā)生在靜電敏感元器件或組件、PCB上,一種方法是對元器件和組件提供合適的接地或分路以“消散”掉產(chǎn)品上存在的靜電荷;弟二種方法是用恰當(dāng)?shù)陌b方法和材料來處理靜電敏感器件的包裝和輸運(yùn)。這些材料可有效地屏蔽電荷侵入產(chǎn)品以及減少產(chǎn)品在包裝箱中移動(dòng)而產(chǎn)生靜電荷。
國際上,半導(dǎo)體、平面液晶顯示器,光電子發(fā)展很快,集成度越來越高,8”12”芯片出現(xiàn),芯片線徑越來越細(xì),對防靜電要求越來越高,見表4。
美國ESD協(xié)會(huì)已開始修訂ANS ESD S 20.20-1999靜電放電控制大鋼,對SSD靜電敏感性分類已作了些修改,見表5、6、7。
這給元器件使用者一個(gè)警示,不論在人員或設(shè)備進(jìn)行裝備制造時(shí),告訴你能需要的環(huán)境控制要求。如果EPA區(qū)域內(nèi)允許電壓達(dá)到25V的話,恐怕我們現(xiàn)有的防靜電器材、裝備、工具以及工程都要經(jīng)過一番艱苦的努力。