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洁净室中静电产生的原因和消除的方法

时间:2020-11-20 09:33 点击次数:
尽管做了很多工作, 但洁净室的静电问题仍然影响着生产安全和产品产量, 影响着制造成本和效益, 影响产品的质量和可靠性。 有报导国外工业专家估计, 美国由于静电造成产品的损失平均在 8-33%。还有人估计美国每年静电对电子工业毁损价值达 100 亿美元, 日本 80 年代曾对报废的电子产品进行分析, 由静电引起的损失占 1 /3。 我国半导体, 平面液晶显示, 光电子等都起步较晚, 但静电危害也累有发生, 成品率较低。 如北京一公司, SMT车间冬季 4 个月 ,常因静电造成上百万元损失。 
洁净室静电
 
洁净室中为何容易产生静电,造成静电污染,洁净室检测中静电如何检测?
洁净室中大量的高绝缘介质装饰材料、 地面、 墙、 门、 顶棚、 隔断、 工作台、 椅子等等, 这些材料摩擦容易起电带电, 不易泄漏释放。
人穿洁净工作服、 鞋、 步行或工作时, 与不同物质设备器材摩擦要产生静电, 人、 衣服、鞋都会带电。
空调气流经过初效过滤器, 中效过滤器, 高效过滤器, 净化出口气流是带静电的。
大量的绝缘器材、 装备和工具, 也是重要的静电电荷源。
洁净室的洁净度要求越高, 静电带电便越严重。
洁净室消除静电
洁净室中静电控制
(1 ) 静电控制的基本原则
① 确定静电控制级别
② 尽量减少静电荷的产生
③ 泄放和中和的办法加速静电荷消散, 防止静电积累
④ 保护产品不受 ESD 的损坏
(2) 确定静电控制的级别
① 元器件、 组件和设备静电敏感度分级
1 级: 易遭受 0-1 999V 静电电压损坏的
2 级: 易遭受 2000-3999V 静电电压损坏的
3 级: 易遭受 4000-5999V 静电电压损坏的
而敏感静电压大于 1 6000V 的, 便不必采取防静电措施。
尽量减小静电荷的产生
这是控制静电三步曲的第一步, 在这净化工作环境中, 最好的措施:
① 尽量采用性质相似器材, 减少在接触摩擦分离过程中产生静电电荷;
② 尽量采用导静电型或静电耗散型材料的器材, 减少接触摩擦分离过程产生积累静电荷;
③ 尽量采用减少接触摩擦分离而产生静电荷的生产流程。
泄放和中和
这是控制静电三步曲的第二步, 在微电子生产的净化室中最通常的措施是接地, 采用导电性或耗散性材料泄放静电荷, 以及离子化消电器中和静电荷。
① 接地净化设备
洁净室应设一个独立静电接地系统, 包括地面接地金属网支系统、 生产线工作站(台) 接地支系统。 以便室内所有设备金属外壳, 移动设备的金属支架, 防静电器材等安全、 有效地将静电荷泄放至大地, 工作人员的带电则通过手腕带接地, 通过防静电鞋或脚跟带再经防静电地面向大地泄放。 地面、 墙面、 顶棚、 隔断等是硬接地, 设备外壳、 移动设备(车、 椅、 货架等) 、 工作台等则属软接地。
② 离子化肖电器
洁净室中生产组装的元器件、 PCB、 生产线上、 工作站上总是难免存在一些不能接地的绝缘导体, 绝缘介质材料(例如大多数普通塑料) , 在某些环境下, 离子化消电器常用来局部消散这些物体上的静电荷, 而更经常的是借助于空气离子化来中和在绝缘介质上和孤立导体上的所带静电电荷。
③ 导静电和静电耗散材料
导静电材料和静电耗散材料由于其具有导静电性, 也是很好的静电荷泄放材料, 而且比金属导体泄放更具有安全性, 通常被采用做地板、 墙面、 工作台、 周转容器、 镊子、 刷子等防静电器材。
防 ESD, 保护产品
这是控制静电的三步曲中最后一步, 在微电子生产的净化室中, 为阻止静电发生在静电敏感元器件或组件、 PCB 上, 一种方法是对元器件和组件提供合适的接地或分路以“消散” 掉产品上存在的静电荷; 第二种方法是用恰当的包装方法和材料来处理静电敏感器件的包装和输运。 这些材料可有效地屏蔽电荷侵入产品以及减少产品在包装箱中移动而产生静电荷。

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