靜電基本知識(shí)課件

1、 靜 電 基 本 認(rèn) 識(shí) What is ESD1第1頁，共28頁。2靜電的基本認(rèn)識(shí)包括:1.何謂靜電?2.靜電如何產(chǎn)生?3.靜電帶來的問題?4.何謂靜電敏感組件?第2頁，共28頁。 3第3頁，共28頁。4第4頁，共28頁。靜 電 是 什 幺?*自然規(guī)律是試圖將正電荷和負(fù)電荷保持平衡,理想的物體應(yīng)保待不帶電的中性狀態(tài).*當(dāng)物體表面的分子帶有電荷或極化時(shí),帶電現(xiàn)象就出現(xiàn)了.*任何一種材料都可能帶靜電,而產(chǎn)生靜電的最普通方式,就是感 應(yīng)和摩擦生電.*從發(fā)生的結(jié)果來看,所謂靜電應(yīng)為離子在兩接觸面產(chǎn)生位移.5第5頁，共28頁。6第6頁，共28頁。靜 電 如 何 產(chǎn) 生 ?*摩擦是產(chǎn)生靜電的主要方法*當(dāng)

2、兩個(gè)物體表面緊密接觸,然后在分開時(shí),一個(gè)物體的表面就會(huì)因失去電子而帶正電荷, 而另一個(gè)物體的表面也會(huì)因得到等量的電子而帶 負(fù)電荷.(如圖1)7第7頁，共28頁。 圖1,由材料的接觸和分離形成靜電電荷.8第8頁，共28頁。接觸面圖2.二種材料中電子從一個(gè)原子移到另一個(gè)原子圖2.所示當(dāng)二種材料接觸,由于在材料A中其原子核對(duì)其最外圍電子的吸收力較小, 因此附到材料B上,最后A極性為“+”, B為“-”.10 第9頁，共28頁。摩擦生電強(qiáng)弱之系列+ Hand 人 手Asbestos 石 棉Glass 玻 璃Human Hair 人 發(fā)Nylon 耐 隆Wool 羊 毛Lead 鉛Silk 絲Paper

3、 紙 張Cotton 棉 花Steel 鋼 鐵Wood 木 材Acetate Rayon 醋酸螺瑩絲Orlon 奧 龍Saran 莎冉樹脂(包食物用透明膜)Polyethylene 聚乙烯樹脂- Teflon 鐵氟龍11第10頁，共28頁。 當(dāng)帶電的物體產(chǎn)生靜電場(chǎng)時(shí), 應(yīng)生電現(xiàn)象就產(chǎn)生了.如果你將一塊導(dǎo)電體放置于感應(yīng)導(dǎo)電體中,它將會(huì)獲取靜電荷,而全然不必與原帶 電子接觸.12感 應(yīng) 生 電第11頁，共28頁。感 應(yīng) 生 電對(duì)導(dǎo)電材料, 因電子能在它的表面自由流動(dòng),所以有其它兩種方式可令其上產(chǎn)生靜電荷. 第一種由感應(yīng)造成, 機(jī)理作用示圖4(a),(b),(c).第二種由接觸產(chǎn)生,其機(jī)理作示圖5(

4、a),(b),(c).13第12頁，共28頁。圖4(a). 從A處發(fā)生電場(chǎng)E,在導(dǎo)體B上感 應(yīng)出的極性.圖4(b).當(dāng)導(dǎo)體B接地,電子從地流入將所有正電荷中和.圖4(c)斷去接地時(shí),導(dǎo)體B變成負(fù)電荷.AB14第13頁，共28頁。圖5(a).導(dǎo)體B開始時(shí)呈中性狀態(tài).圖5(b).導(dǎo)體A和B相互接觸時(shí),電荷從A流向B直至電壓平衡.圖5(c).最后導(dǎo)體B帶有電荷.15第14頁，共28頁。16靜電的基本物理特性1.有吸引或排斥的力量.(F= )2.有電場(chǎng)存在,與大地有電位差.(V= )3.會(huì)產(chǎn)生放電電流.(I= )VRQC14Q1 Q2rN2第15頁，共28頁。靜電所帶的問題*組件吸附灰塵改變線路間的阻

5、抗,影響組件的功能或壽命.*靜電放電現(xiàn)象對(duì)敏感的電子裝置所造成的破壞,包括因電場(chǎng)或電流壞組件絕緣層和導(dǎo)體,使組件不能工作 (完全破壞)以及因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱使組件 受傷, 仍然工作, 但是壽命受損.*靜電使微處理器產(chǎn)生誤操作和死循環(huán).*靜電荷所引起的生產(chǎn)線和制造流程方面的問題.17第16頁，共28頁。靜電電荷對(duì)微電子工業(yè)的影響由靜電電荷所形成的主要問題是:(1) 微污染.(2) ESD失效18第17頁，共28頁。微 污 染因?yàn)槿魏螘r(shí)候芯片本身或空氣中的灰塵粒子帶 有電荷,在它附近即會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電場(chǎng),靠近這些材料將感應(yīng)由此被極化. 庫(kù)倫力F即會(huì)出現(xiàn)并將它們拉在一起, 如果兩者帶 有不

6、相同的電荷,那結(jié)果更不用說了.19第18頁，共28頁。圖6,由于B上發(fā)生極化而感出庫(kù)倫力FAFB20第19頁，共28頁。21不同器件SiO2層橫截面及下一代發(fā)展趨勢(shì)第20頁，共28頁。ESD 失 效大規(guī)模的生產(chǎn),包裝或測(cè)試過程中,靜電放電對(duì)電子裝置所造成的危害是無須置疑的. 隨著對(duì)器件體積各容限的要求的提高,電路尺寸也已不斷地減少,但這也使得器件對(duì)靜電放電的危害的承受力的將下降.特別是在專為越來越低的工作電壓所設(shè)計(jì)的電路中,微小的電荷就能導(dǎo)致件損壞.22第21頁，共28頁。ESD 3 種 型 式就工業(yè)上發(fā)現(xiàn),ESD基本上有3 種型式, 它們會(huì)引起ESD敏感的降質(zhì)或損壞有:1.人體型式.2.微電

7、子器件帶電型式.3.場(chǎng) 感 應(yīng) 型 式23第22頁，共28頁。人 體 型 式人體型式即指當(dāng)人體活動(dòng)時(shí)身體和衣服之間的摩擦產(chǎn)生摩擦電荷.若人們手持ESD敏感的裝置而不先泄放電荷到地,摩擦電荷將會(huì)移向ESD敏感的裝置而造成損壞.24第23頁，共28頁。靜電電壓在工作室25第24頁，共28頁。微電子器件帶電型微電子器件帶電型式即這些ESD敏感的裝置,尤其對(duì)塑料件,當(dāng)在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,會(huì)產(chǎn)生摩擦電荷,而這些摩擦電荷通過低電阻的線路非常迅速地泄放到高度導(dǎo)電的牢固接地表面,因此造成損壞.26第25頁，共28頁。場(chǎng) 感 應(yīng) 型 式場(chǎng)感應(yīng)型式即指有強(qiáng)電場(chǎng)圍繞,這可能來之于塑料件或人的衣服,會(huì)發(fā)生電子極化跨過氧化層.若電子差超氧化層的介電常數(shù),則會(huì)產(chǎn)生電弧以破壞氧化層,其結(jié)果短路.27第26頁，共28頁。半導(dǎo)體裝置的靜電敏感度-靜電敏感器件(Static Sensitive Device 簡(jiǎn)稱SED)28第27頁，