ESD(Electrostatic Discharge)即靜電放電,是當(dāng)帶電體上的電荷通過(guò)接觸、電擊或感應(yīng)突然流至另一個(gè)物體上的現(xiàn)象。在電子制造業(yè)中,ESD被認(rèn)為是電子產(chǎn)品和元件的主要破壞原因之一。以下是ESD可能引起的問(wèn)題:
在集成電路(IC)遭受靜電放電(ESD)的事件中,由于放電路徑的電阻極低,通常無(wú)法有效抑制放電過(guò)程中的電流。
例如,當(dāng)一個(gè)帶有靜電的電纜接入到電路的接口時(shí),形成的放電回路幾乎無(wú)電阻,導(dǎo)致產(chǎn)生數(shù)十安培級(jí)別的瞬時(shí)尖峰電流,這些電流會(huì)涌入IC的相應(yīng)引腳。如此巨大的瞬間電流能夠?qū)C造成劇烈的損傷,產(chǎn)生的局部熱量足以令硅片熔化。此外,ESD導(dǎo)致的損害還可能包括IC內(nèi)部金屬連線的燒毀、鈍化層的損壞以及晶體管單元的毀壞。
ESD還可能觸發(fā)IC中的鎖死現(xiàn)象(Latch-up)。這一效應(yīng)與CMOS器件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān),它們類(lèi)似于可控硅的結(jié)構(gòu)單元在高電壓下被激活。這種激活會(huì)在器件內(nèi)部形成一個(gè)從電源(VCC)至地的大電流通道。對(duì)于串行接口設(shè)備而言,鎖死電流可以高達(dá)1A。這樣的鎖死電流會(huì)持續(xù)存在直到器件斷電。然而,在大多數(shù)情況下,IC在電流斷開(kāi)前就已因?yàn)檫^(guò)熱而導(dǎo)致?lián)p壞。
電子設(shè)備損壞:靜電放電可以在微秒甚至納秒級(jí)別內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)數(shù)千伏特的電壓,足以穿透許多半導(dǎo)體設(shè)備的絕緣層,導(dǎo)致其永久性損壞。
數(shù)據(jù)丟失或錯(cuò)誤:在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)或其他存儲(chǔ)設(shè)備上,ESD可以改變磁化方向,從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或錯(cuò)誤。
集成電路(IC)損壞:對(duì)于集成電路,尤其是那些具有小尺寸晶體管和薄柵氧化物的IC,ESD可導(dǎo)致柵氧化物擊穿,進(jìn)而使整個(gè)IC失效。
降低產(chǎn)品的可靠性:即使ESD沒(méi)有立即造成設(shè)備的完全失效,它也可能削弱其性能,減少其使用壽命,并增加早期故障的風(fēng)險(xiǎn)。
為了防止ESD對(duì)電子設(shè)備造成損害,業(yè)界已經(jīng)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)措施。例如,使用防靜電地板、工作臺(tái)、防靜電手環(huán)、防靜電服裝和包裝材料等。此外,還建議在組裝和維護(hù)電子設(shè)備時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕拥睾挽o電放電。
總之,靜電放電是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,它不僅可能對(duì)電子設(shè)備造成直接損害,還可能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量和公司聲譽(yù)帶來(lái)一系列負(fù)面影響。因此,采取有效的預(yù)防措施,確保靜電放電得到妥善管理和控制,對(duì)于電子制造業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
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