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嘉峪檢測網 2017-11-08 17:03
一、什么是靜電？
靜電就是相對觀察者為靜止或者緩慢變化的電荷。靜電是一種電能，它存在于物體表面；靜電是正電荷和負電荷在局部范圍內失去平衡的結果；靜電是通過電子或離子的轉移而形成的。當天氣干燥時，用塑料梳子梳頭會產生放電聲；脫下合成纖維衣服時產生噼啪聲，夜間還可以看到火花，這都是我們日常生活中經常體驗到的靜電放電現象。
二、 靜電對半導體器件的危害
半導體器件在制造、測試、存儲、運輸及裝配過程中，儀器設備、材料及操作者都很容易因摩擦而產生幾千甚至上萬伏的靜電電壓。當器件與這些帶電體接觸時，帶電體就會通過器件引腳進行放電，從而可能導致器件的損傷。靜電放電(ESD) 對半導體器件尤其是CMOS集成電路、MOS管和微波器件等靜電敏感器件帶來了嚴重危害。半導體器件靜電損傷的失效模式主要有:
（1）突發性完全失效
突發性完全失效是器件的一個或多個電參數突然劣化，完全失去規定功能的一種失效。通常表現為開路、短路以及電參數嚴重漂移。 半導體器件ESD損傷主要表現為：
a 介質擊穿
b 金屬化鋁損傷與熔融
c 硅片局部區域熱熔
d PN結損傷與熱破壞短路
e 擴散電阻與多晶電阻損傷（包括接觸孔損傷）
f ESD可觸發CMOS集成電路內部寄生的可控硅 “閂鎖”效應，導致器件大電流燒毀。
（2）潛在性失效
如果帶電體的靜電勢或存儲的靜電能量較低，或ESD回路有限流電阻存在，一次ESD脈沖不足以引起器件發生突發性完全失效。但它會在器件內部造成輕微損傷，這種損傷又是積累性的。隨著ESD脈沖次數增加，器件的損傷閾值電壓逐漸下降，器件的電參數逐漸劣化，這類失效稱為潛在性失效。它降低了器件抗靜電的能力，降低了器件的使用可靠性，此類失效的危害性遠遠大于突發性失效。
三、 典型的集成電路ESD失效形貌
一只八路總線收發器失效模式表現為無輸出，測試發現器件的Pin4與GND間為呈阻性，將芯片去層后發現在Pin4的保護網絡中有明顯的局部熱熔。典型的失效形貌見圖1~圖4。
一只鍵盤控制芯片失效模式表現為Shift按鍵響應異常，測試發現器件的Pin26與VSS間呈漏電特性，同樣將芯片去層后發現在Pin25附近有明顯的擊穿形貌。典型的失效形貌見圖5~圖8。
雖然ESD電壓非常高，放電瞬間能產生很大的電流，但是由于放電時間非常短，因此總的靜電能量很小，由以上兩個案例來看，芯片的損傷點均非常小，這也是芯片ESD失效形貌的一個重要特征。
四、ESD的防護措施
（1） 產品的設計階段必須考慮靜電的防護，例如半導體器件選型時必須認證ESD等級，IO接口線路添加ESD防護器件等。
（2） 對有靜電防護要求的器件進行分類存放，而且存放和轉運必須使用防靜電的包裝材料和防靜電轉運箱。
（3） 生產區間地板、桌椅面料和工作臺墊應由防靜電材料制成，并正確接地，環境濕度控制在50～60％左右，能大幅有效防止靜電的產生。
（4） 生產區間的所有設備、治具必須保證接地良好。
（5） 操作者應該佩戴防靜電手環，并穿著防靜電的服裝、鞋和帽子，必要時還需佩戴防靜電手套。
以上只是幾點常規的靜電防護方法，想要進一步降低ESD危害，就必須建立一個完整ESD防護體系，它應該貫穿產品設計到產品被客戶接收的整個過程，而且體系必須進行很好地管理，并使之融入到制造過程的每一個環節。
五、ESD的相關檢測標準
來源：嘉峪檢測網
