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为什么人体静电可以损伤芯片?

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发表于 2021-8-3 10:11:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

我们知道静放电现象是一种常见的物理现象,这种现象在我们生产和生活中常常会碰到。我们在中学物理课中做过静电产生的实验,通过两个物体之间的相互摩擦,在物体的表面就会产生静电。另外液体的流动和粉尘之间的碰撞摩擦也是会产生静电的,比如夏天的闪电其实就是两个集聚大量液体的云朵相互摩擦瞬间产生的高电压大电流的防电现象,另外还有工厂中的粉尘爆炸导致的生产事故也是静电惹的祸。

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人体所带静电损伤芯片的原因

在平时生活中我们身上是非常容易带静电的,特别是干燥的秋冬季节,比如我们冬天穿的毛衣、羽绒服等化纤类的服装特别容易产生静电。这时我们如果去触摸金属门把手时,常常会有手麻的感觉,根据人体对静电的反应,如果感觉到有静电的话,说明这时的静电的电压会大于3000V;如果我们能听到或看到静电的话,比如冬天晚上休息脱毛衣时,会看到火星四射并伴随着噼啪响声,这时人身上所带的静电电压会达到4000V到5000V的电压。

然后我们再看看芯片这种集成电路的特点,我们知道芯片的内部是由成千上万的场效应管组合而成的一种超大规模的集成电路,我们从场效应管的结构特点看,它的输入电阻非常高,集成在芯片内的场效应管各个电极之间的距离做的非常薄,在平时它的三个电极很容易受到静电的破坏。我们在电子厂工作过的朋友都知道,在进入电子厂车间工作时都要身穿静电服,在焊接电路板时,手腕处还要戴防静电手环。这主要是因为我们人体身上是很容易带上静电荷的。在平时生活中我们的头发、皮肤和身体会储存大量的静电荷,在与电子元器件尤其是各种芯片打交道时,我们身上的电荷会传输到元器件和芯片上,从而造成芯片的损坏。如果我们身上的静电通过一定的途径引入到芯片内部的电路中,很容易造成芯片内部场效应管的击穿损坏。

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静电在电子行业中的危害与防护

我们知道如果人在地毯上行走或者在工作台上工作,这些活动会产生数千伏的静电电压,如果这些静电电压产生放电的话,会对电子元器件产生干扰或者损坏,比如半导体PN结的击穿、芯片内的多晶硅或者金属互连的击穿、芯片内引线击穿等损坏事件的发生。在电子行业生产中除了运用静电防护材料外,还会使用运用各种防静电的技术方法来预防静电,比如接地法,通过接地的方法消除导体上的静电;泄漏法和中和法等。还可以利用工艺控制法以及工作人员穿戴防静电的工作服装。


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