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靜電對集成電路封裝的影響

日期:2022-08-13 12:54
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摘要:
靜電對集成電路封裝的影響
    隨著IC的集成度和復雜性越來越高,污染控制、環境保護和靜電防護技術就越盲膨響或制約微電子技術的發展。同時,隨著我國國民經濟的持續穩定增長和生產技術的不斷**發展,生產工藝對生產環境的要求越來越高。大規模和超大規模Ic生產中的前后道各工序對生產環境提出了更高要求,不僅僅要保持一定的溫、濕度、潔凈度,還需要對靜電防護引起足夠的重視。本文將重點談談“靜電對集成電路封裝的影響”

靜電因素對IC封裝的影響

  首先,靜電產生的原因是隨處可見的。

  在科技飛速發展和工業生產高度自動化的今天,靜電在工業生產中的危害已是顯而易見的,它可以造成各種障礙,限制自動化水平的提高和影響產品質量。這里結合我廠在集成電路封裝、生產過程的實際情況來說明之所以有靜電的產生,主要有以下幾個方面的原因。

  1 人體靜電

  潔凈廠房操作人員的不同動作和來回走動,鞋底和地面不斷的緊密接觸和分離,人體各部分也有活動和磨擦,不論是快走、慢走,小跑都會產生靜電,即所謂步行帶電;人體活動后起立,人體穿的工作服與椅子面接觸后又分離也會產生靜電。人體的靜電電壓如果消不掉,而去接觸IC芯片,就可能在不知不覺中造成IC的擊穿。

  2 空氣調節和空氣凈化引起的靜電

  由于IC生產要求在45-55%RH的條件下進行,所以要實行空氣調節,同時要進行空氣凈化。降濕的空氣要經過初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器和風管送人潔凈室。一般總風管風速為8~10m/s,風管內壁涂油漆,當干燥的空氣和風管,干燥的空氣和過濾器作相對運動時,都會產生靜電。應該引起注意的是靜電與濕度有著較敏感的關系。

  另外,運送半成品和IC成品在包裝運輸過程中都會產生靜電,這都是靜電起電的因素之一。

  其次,靜電對IC的危害是相當大的。

  一般來說,靜電具有高電位、強電場的特點,在靜電起電-放電過程中,有時會形成瞬態大電流放電和電磁脈沖(EMP),產生頻譜很寬的電磁輻射場。另外,與常規電能量相比,靜電能量比較小,在自然起電-放電過程中,靜電放電(ESD)參數是不可控制的,是一種難于重復的隨機過程,因此它的作用往往被人們所忽視。尤其在微電子技術領域,它給我們造成的危害卻是驚人的,據報道每年因靜電造成直接經濟損失高達幾億元人民幣,靜電危害以成為發展微電子工業的重大障礙。

  在半導體器件生產車間,由于塵埃吸附在芯片上,IC尤其是超大規模集成電路(VLSI)的成品率會大大下降。

  IC生產車間操作人員都穿潔凈工作服,若人體帶靜電,則極易吸附塵埃、污物等,若這些塵埃、污物被帶到操作現場的話,將影響產品質量,惡化產品性能、大大降低Ic成品率。如果吸附的灰塵粒子的半徑大于100μm線條寬度約100μm時,薄膜厚度在50μm下時,則*易使產品報廢。

   再次,靜電對IC的損害具有一定的特點。

  (1)隱蔽性

  除非發生靜電放電,人體不能直接感知靜電,但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

  有些匯受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降,但多次累加放電會給IC器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對IC的損傷具有潛在性。

  (3)隨機性

  IC什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說,從一個IC芯片產生以后一直到它損壞以前,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性,其損壞也具有隨機性。

  (4)復雜性

  靜電放電損傷的失效分析工作,因微電子IC產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費財,要求較高的技術并往往需要使用高度精密儀器,即使如此,有些靜電損傷現象也難以與其它原因造成的損傷加以區別;使人誤把靜電放電損傷的失效當作其它失效,這在對靜電放電損害未充分認識之前,常常歸因于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。所以分析靜電對IC的損傷具有復雜性。

  總而言之,在IC的加工生產和封裝過程中建立起靜電防護系統是很有必要的!

   如果要想知道IC的抗靜電的能力,就得用靜電放電發生器做靜電抗擾度實驗,靜電放電發生器的詳細參數,請參閱鏈接:www.dgzhongsheng.com/ProductShow.asp。

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