集成電路的靜電防護研究

戴 杰（中國空空導彈研究院，河南 洛陽 471000）

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集成電路的靜電防護研究

戴 杰
（中國空空導彈研究院，河南 洛陽 471000）

摘 要：隨著現代電子技術的飛速發展，半導體在集成電路中得到了廣泛應用。集成電路設備在生產和運輸過程中，都會受到靜電的影響。本文對集成電路的靜電防護措施進行探討。

關鍵詞：集成電路；靜電防護；研究措施

0　引言

在現代社會，隨著微米等新技術的發展應用，集成電路的構造更加簡便實用。由于集成電路的簡單化設計，因而內部內絕緣層變得很薄，對靜電的抵抗能力也就相對變弱［1］。集成電路在生產到運輸過程，都會不同程度的受到靜電影響。

1　集成電路產生的靜電

1.1靜電產生原因

靜電，指停留在物體表面由于正負電荷失去平衡產生的電能。摩擦起電，也是產生靜電的直接原因［2］。摩擦起電，主要是因為兩種物質的接觸表面在摩擦時，由于停留在自身的電荷不同而產生的排斥現象。在這個電荷轉化過程中，物質內部的機械能轉化為內能，在轉化過程中，物質的原子結構由于物質表面的能量進入原子結構，原子結構增加能量，使得電子脫離原子核，自動外放的物理反應，在這種物力反應中，產生的電子所帶的是正電荷；而另一物質的表面在進行相似的物理反應時，外放的電子所帶的是負電荷。因此，當兩個物質摩擦時，由于正負電荷的反應，就會造成因摩擦產生靜電。另外感應帶電也是物體產生靜電的原因。感應帶電，指由于外電場的作用，電場力過大會產生電子脫離原子核，從而產生的靜電現象。

1.2影響靜電的因素

靜電產生的因素有很多，主要包括物理環境、物體材質和運動狀況三種。物理環境對產生靜電的影響，是指由于物體的因為環境改變，靜電量的數量隨著物質內部溫度升高而增加，相反靜電量的數量隨著物質內部溫度的降低而減少。在這種物理環境中，集成電路產生的靜電和內部的物理環境溫度有關［3］。應注意做好物力環境對集成電路產生的靜電作用。物體材質對靜電產生的影響，是指物體材質的不同，也會影響自身受到外力作用下，產生的靜電量，如果物體材質導向性能良好，就比較容易產生電荷，在與其他物體摩擦時或者外力的作用下，很容易在物體表面產生靜電量；相反，如果物體材質屬于絕緣性能良好的材質，那么在外力作用下或者與其他物體摩擦時，產生的靜電量也會由物體材質自動引導出去，產生的靜電量很少或者根本沒有。運動狀況對靜電的影響，是指物體的運動速度和受力大小等運動狀況都會造成靜電的產生。例如物體的運動速率過快，受到的碰撞力就會增大，阻力就會變小，接觸面的面積就會增大，壓力同時也會增大，物體在這種運動狀況中，因與地面摩擦等產生的靜電量就會很大，危害也會很大；相反如果物體的運動狀況很平穩，受到的碰撞力就會減小，阻力變大，在這種情況中，物體的運動狀況產生的靜電量就會很小，一般很難發現。

1.3靜電的危害

目前現階段化纖物質在物理和化學生產中，應用都非常廣泛?；w物質本身就屬于導向性良好的材料，產生靜電現象普遍，如果這種電荷不能及時引導，靜電量就會變得很大，危害也大。但是化纖物質產生的靜電受人體動作的制約，比較明顯。

靜電是造成集成電路受破壞的主要因素。因為在靜電放電的過程中，對集成電路形成作用力，這種作用力包括造成電路失效的硬擊穿和軟擊穿。在這兩種作用力的共同作用下，集成電路的使用期限和使用范圍都會嚴重受到制約，如果集成電路的靜電量不能及時解決，就會對集成電路的性能和使用質量造成影響，也會造成集成電路報廢。

2　集成電路的防靜電措施

2.1生產過程

集成電路在生產過程，容易產生靜電的原因：人為因素、環境因素和選材因素。人為因素，是指工作人員和電路板的接觸，導致集成電路留有靜電。對這種人為因素，應從生產車間制服統一入手，統一規定著裝防靜電的防化服裝，避免人為因素在生產過程中，產生的靜電停留集成電路表面，不易察覺的問題。環境因素，是指貯存環境溫度過高，容易引發集成電路靜電的產生。針對這種問題，應對集成電路的貯藏進行封閉式管理，盡量選擇在溫度可以控制調節的生產車間，避免因為貯藏環境造成集成電路出現靜電的問題。選材因素，是指在選擇原材料方面，應傾向使用絕緣線良好的材質，可以對集成電路表面停留的靜電及時引導，減少靜電對集成電路產生破壞作用。

2.2運輸過程

集成電路容易產生靜電的原因是生產過程和運輸過程。針對運輸過程，為了有效實現防靜電的產生，應從電路板的運動狀況入手。在運輸過程中，應避免過快行駛或者猛踩剎車，產生運輸車廂嚴重失去平衡，在這種情況下產生靜電量也是可以有效避免的，同時也是集成電路出廠后容易產生的問題。同時針對，工作人員和搬運人員，應統一著橡膠制品衣服，盡量減少集成電路在搬運途中，避免因為摩擦產生的靜電問題。

2.3完善管理制度

針對集成電路的靜電防護措施，最直接最根本的要從管理制度開始。只有嚴格有效的管理制度，才能形成有效的約束力，對各個階層的人員進行統一規范，才可以從根本上做好靜電防護工作。在集成電路靜電產生的原因中，多數是人為因素和潛在的人為因素，都應該得到具體解決。同時也應加強安全巡檢制度，對集成電路的生成過程和運輸過程，都要加強抽檢，確保集成電路得到安全生產和放心運輸，盡量減少靜電量在集成電路的產生，也也是有效做好靜電防護工作的關鍵。靜電防護器材也應加強開發，靜電防護器材包括集成電路的包裝器材、儲藏器材和運輸器材。針對靜電防護工作，應全方面入手，才有利于完成做好靜電防護工作。

3　結束語

集成電路的生產到實際應用，都會受到很多方面的影響，產生靜電量。靜電量的產生多數是可控因素，只有針對可控因素做出應對措施，才能有效解決集成電路的靜電防護工作。對集成電路的選材控制、生產過程可控因素的處理和運輸過程可控因素的處理，都需要完整的制度來形成約束力，通過各方面的努力才可以實現靜電防護工作，從而減少靜電對集成電路的影響，保證集成電路的質量和使用期限。

參考文獻：

［1］李柯遜.淺談集成電路靜電損害及防護措施［J］.推廣技術，2014（07）：227-228.

［2］馬國榮，丁榮崢，李欣燕.集成電路封裝線系統性靜電防護［J］.電子與封裝，2013，13（04）：1-5.

［3］李明亮，董樹榮，韓雁等.納米集成電路的靜電放電防護［J］.微電子學，2010，40（01）：87-93.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.158