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静电是怎么破坏半导体元器件的?

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半导体行业产品种类繁多,主要分为集成电路、分立器件、光电子器件和微型传感器等。随着超大规模集成电路的持续发展,晶体管密度进一步快速上升,芯片设计难度的持续加大。在半导体器件生产车间,如果人体充满静电,灰尘和污垢很容易被吸收,芯片产品质量将受到影响,产品性能将恶化,成品率将大大降低。
静电对半导体元器件的破坏,都会有电流的参与。要有电流,首先一定会存在电压。PN结是几乎所有半导体器件的基本单元,半导体二极管有PN结,无论是正向还是反向,PN结都会有阻挡电流的一个电压范围。正向势垒低,反向势垒则要高很多。在一个电路中,哪里的电阻大,电压就在哪里集中。
LED实际上就是二极管,电压正向加给LED时,当外电压小于二极管的阈值电压,没有正向电流,电压所有加在PN结上。电压反向加给LED时,当外电压小于LED的反向击穿电压时,电压也是所有加在PN结上。此时,LED的虚焊点也罢,支架也罢、P区也罢、N区也罢,统统都没有电压降!因为没有电流。
当PN结被击穿后,外电压才会由电路上的所有电阻分担。哪个地方电阻大,哪个部分承担的电压就高。就LED而言,自然是PN结承担了大部分电压。在PN结上产生的热功率就是它上面的压降乘以电流值。若是电流值不加限制,过高的热量就会将PN结烧坏,PN结失去作用而穿通。

一般场合的静电,尤其是绝缘体上产生的静电,电压会很高,但放电电荷量极微,而且放电电流连续时间很短。而导体上感应的静电,电压可能不是很高,但是放电电流却可能很大,而且往往是连续的电流,这样对电子元件的危害就非常大。
因此,有必要在加工、生产和包装过程中建立静电保护系统。集成电路封装生产线对静电有极严格的要求。为保证生产线的正常运行,清洁车间应完全用防静电建筑材料装饰,所有进出清洁车间的人员应配备防静电服装等硬件措施。此外,企业可根据相关国家标准和企业实际情况制定企业标准或防静电的具体要求,配合生产线的正常运行。


IP属地:广东1楼2021-09-26 18:02回复