סכנות של חשמל סטטי בחדרים נקיים

סכנות של חשמל סטטי בחדרים נקיים

1. כוח קולומב אלקטרוסטטי

Under the action of electrostatic Coulomb force, adsorbed dust and dirt cause increased leakage or short circuits in components, damaging performance and significantly reducing yield and reliability. For example, when the dust particle size is >100 מיקרומטר, רוחב חוטי האלומיניום הוא כ 100 מיקרומטר, ועובי סרט התחמוצת הוא 50 מיקרומטר, סביר להניח שהמוצר ייגרט. כעת, עם קוטר תיל עדין יותר וסרטי תחמוצת דקים יותר, אפילו חלקיקי אבק קטנים מאוד עלולים לפגוע ברכיבים. זה קורה לעתים קרובות במהלך תהליכים כגון תחריט, ניקוי, פוטוליתוגרפיה, ריתוך נקודתי ואריזה.

2. פריקה אלקטרוסטטית (ESD)

(1) סרט התחמוצת המבודד של רכיבים מתפרק, והלידים נשרפים או נמסים בין חוטים. אם גוף אנושי נושא מטען סטטי של 10KV (100PF), ונוגע בסיכת מכשיר, יתרחש ESD. זרם פריקת הדופק המיידי לאדמה יכול להגיע לשיא של 20A (10~100 שניות). זה הרסני, ופוגע לא רק במכשירי SiO2-בצפיפות גבוהה,-קוטר דק-דקים, כמו Lsi ו-Vlsi, אלא גם מכשירי IC ו-MOS כלליים. בדרך כלל, מתח העמידות של סרט SiO2 של שער הבידוד של המכשיר הוא E=(5-10) × 10⁶ V/cm. אם עובי הסרט SiO2 הוא 1000, הפעלת מתח סטטי של 50V-100V ומעלה על פין הקלט של המכשיר יגרום להתמוטטות. נפוץ מאוד שגוף אדם נושא חשמל סטטי העולה על 50V או 100V.

(2) גרימת רעש והפרעות אלקטרומגנטיות

ל-EMI המושרה על ידי ESD- יש פסגות חדות ואותות חזקים, השקולים לכמה וולטים של אנרגיה במעגל. הרעש החזק, עם תדרים המשתרעים על מספר מגה-הרץ או אפילו מאות מגה-הרץ, עלול לגרום נזק לרכיבים, לגרום לתקלה בציוד ובחיישנים, ואף לגרום לקריסה של ציוד. EMI המושרה על ידי ESD- יכול גם לגרום לכניסת אות שגויה או לתופעות של התנעה-. לדוגמה, בחדר נקי, אם מגן ה-EMI של רקיק מונח על עגלת פלדה, ה-ESD מהוואפר ישודר לעגלה באמצעות השראות. מכיוון שהגלגלים מבודדים, הדיפוזיה של EMI עלולה לגרום למכונת עיבוד הפרוסים לקרוס.

(3) הלם חשמלי לגוף האדם

ESD גוף אדם כדור פריקה סטטית

כאשר ESD על גוף האדם או ESD לגוף האדם חורג מגבלת הזרם החשמלי של גוף האדם ביותר מ-5mA, אנשים יחוו תחושות מזיקות שונות, שיגרמו למצוקה רגשית וטעויות תפעוליות בקרב הצוות.

למרות מאמצים משמעותיים, בעיות חשמל סטטי בחדרים נקיים עבור מוליכים למחצה, צגים שטוחים, אופטואלקטרוניקה וכו', עדיין משפיעות על בטיחות הייצור ותפוקת המוצר, עלויות הייצור והיעילות, ואיכות ואמינות המוצר. מומחי תעשייה זרים מעריכים כי אובדן המוצר השנתי הממוצע עקב חשמל סטטי בארה"ב הוא 8-33%, ויש המעריכים כי הנזק השנתי לתעשיית האלקטרוניקה הנגרם על ידי חשמל סטטי בארה"ב מגיע ל-10 מיליארד דולר. בשנות ה-80, יפן ניתחה מוצרים אלקטרוניים שגרוטו וגילתה שהפסדים שנגרמו על ידי ESD היוו שליש. תעשיות המוליכים למחצה, ה-LCD והאופטו-אלקטרוניקה במדינה שלי התחילו מאוחר יחסית, אבל סכנות של פריקה אלקטרוסטטית (ESD) עדיין מתרחשות לעתים קרובות, וכתוצאה מכך שיעורי תשואה נמוכים. בבנקים, חברות ניירות ערך, מסדי נתונים סודיים, מרכזי ניטור, חדרי שיגור חשמל והגדרות דומות אחרות, ESD יכול בקלות לגרום להפרעות ואובדן נתונים, מה שמוביל למצבים חמורים עוד יותר.