Peligros de la electricidad estática en salas blancas
1. Fuerza electrostática de Coulomb
Under the action of electrostatic Coulomb force, adsorbed dust and dirt cause increased leakage or short circuits in components, damaging performance and significantly reducing yield and reliability. For example, when the dust particle size is >100 μm, el ancho del alambre de aluminio es de aproximadamente 100 μm y el espesor de la película de óxido es de 50 μm, lo más probable es que el producto sea desechado. Ahora, con diámetros de alambre más finos y películas de óxido más delgadas, incluso las partículas de polvo muy pequeñas pueden dañar los componentes. Esto ocurre a menudo durante procesos como grabado, limpieza, fotolitografía, soldadura por puntos y embalaje.
2. Descarga electrostática (ESD)
(1) La película aislante de óxido de los componentes se rompe y los cables se queman o se funden entre los cables. Si un cuerpo humano lleva una carga estática de 10 KV (100 PF) y toca un pin del dispositivo, se producirá una ESD. La corriente de descarga de pulso instantánea a tierra puede alcanzar un pico de 20 A (10 ~ 100 s). Esto es devastador y daña no solo dispositivos de SiO2 de alta-densidad,-diámetro fino y película delgada-como Lsi y Vlsi, sino también circuitos integrados y dispositivos MOS en general. Generalmente, la tensión soportada de la película de SiO2 de la puerta aislante del dispositivo es E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Si el espesor de la película de SiO2 es 1000, la aplicación de un voltaje estático de 50 V-100 V o superior al pin de entrada del dispositivo provocará una avería. Es muy común que el cuerpo humano transporte electricidad estática superior a 50 V o 100 V.
(2) Provocar ruido e interferencias electromagnéticas.
La EMI inducida por ESD-tiene picos agudos y señales fuertes, equivalentes a varios voltios de energía en un circuito. El ruido potente, con frecuencias que abarcan varios MHz o incluso cientos de MHz, puede dañar componentes, provocar fallos de funcionamiento en equipos y sensores e incluso provocar que el equipo se bloquee. La EMI inducida por ESD-también puede provocar una entrada de señal errónea o fenómenos de enganche-. Por ejemplo, en una sala limpia, si el escudo EMI de una oblea se coloca sobre un carro de acero, la ESD de la oblea se transmitirá al carro a través de una inductancia. Dado que las ruedas están aisladas, la difusión de EMI puede provocar que la máquina procesadora de obleas colapse.
(3) Descarga eléctrica al cuerpo humano
Bola de descarga estática del cuerpo humano ESD
Cuando la ESD en el cuerpo humano o la ESD en el cuerpo humano excede la corriente límite de descarga eléctrica del cuerpo humano en más de 5 mA, las personas experimentarán diversas sensaciones dañinas, causando angustia emocional y errores operativos entre el personal.
A pesar de los importantes esfuerzos, los problemas de electricidad estática en las salas blancas de semiconductores, pantallas planas, optoelectrónica, etc., todavía afectan la seguridad de la producción y la producción del producto, los costos y la eficiencia de fabricación, y la calidad y confiabilidad del producto. Los expertos industriales extranjeros estiman que la pérdida anual promedio de productos debido a la electricidad estática en los Estados Unidos es del 8-33%, y algunos estiman que el daño anual a la industria electrónica causado por la electricidad estática en los Estados Unidos alcanza los 10 mil millones de dólares. En la década de 1980, Japón analizó productos electrónicos desechados y descubrió que las pérdidas causadas por ESD representaban un tercio. Las industrias de semiconductores, LCD de pantalla plana y optoelectrónica de mi país comenzaron relativamente tarde, pero los peligros de descargas electrostáticas (ESD) todavía ocurren con frecuencia, lo que resulta en bajas tasas de rendimiento. En bancos, compañías de valores, bases de datos confidenciales, centros de monitoreo, salas de despacho de energía y otros entornos similares, las ESD pueden causar fácilmente interferencias y pérdida de datos, lo que lleva a situaciones aún más graves.