Opasnosti od statičkog elektriciteta u čistim sobama
1. Elektrostatička Kulonova sila
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, širina aluminijumske žice je približno 100 μm, a debljina oksidnog filma je 50 μm, najvjerovatnije je da će proizvod biti odbačen. Sada, sa finijim promjerima žice i tanjim oksidnim filmovima, čak i vrlo male čestice prašine mogu oštetiti komponente. Ovo se često dešava tokom procesa kao što su jetkanje, čišćenje, fotolitografija, tačkasto zavarivanje i pakovanje.
2. Elektrostatičko pražnjenje (ESD)
(1) Izolacijski oksidni film komponenti je razbijen, a vodovi su spaljeni ili rastopljeni između žica. Ako ljudsko tijelo nosi statički naboj od 10KV (100PF) i dodirne pin uređaja, doći će do ESD-a. Trenutna impulsna struja pražnjenja prema zemlji može doseći maksimum od 20A (10~100s). Ovo je razorno, oštećuje ne samo uređaje visoke{9}}gustine, finog{10}}promjera, tankoslojnih-uređaja kao što su Lsi i Vlsi, već i opće IC i MOS uređaje. Općenito, otporni napon SiO2 filma izolacionog gejta uređaja je E=(5-10) × 10⁶ V/cm. Ako je debljina filma SiO2 1000, primjena statičkog napona od 50V-100V ili više na ulazni pin uređaja će uzrokovati kvar. Vrlo je uobičajeno da ljudsko tijelo nosi statički elektricitet veći od 50V ili 100V.
(2) Izaziva buku i elektromagnetne smetnje
EMI izazvan ESD-ima oštre vrhove i jake signale, što je ekvivalentno nekoliko volti energije u kolu. Snažna buka, s frekvencijama koje se protežu od nekoliko MHz ili čak stotina MHz, može oštetiti komponente, uzrokovati kvar opreme i senzora, pa čak i uzrokovati pad opreme. EMI-indukovana EMI može također uzrokovati pogrešan ulaz signala ili fenomene latch-up. Na primjer, u čistoj prostoriji, ako se EMI štit na pločici postavi na čelična kolica, ESD iz pločice će se prenijeti na kolica putem induktivnosti. Pošto su točkovi izolovani, difuzija elektromagnetnog zračenja može prouzrokovati pad mašine za obradu pločica.
(3) Električni udar za ljudsko tijelo
ESD Ljudsko tijelo kugla za statičko pražnjenje
Kada ESD na ljudskom tijelu ili ESD prema ljudskom tijelu premaši graničnu struju električnog udara ljudskog tijela za više od 5 mA, ljudi će doživjeti različite štetne senzacije, uzrokujući emocionalni stres i operativne greške među osobljem.
Uprkos značajnim naporima, problemi sa statičkim elektricitetom u čistim prostorijama za poluprovodnike, ravne displeje, optoelektroniku, itd., i dalje utiču na sigurnost proizvodnje i izlaz proizvoda, troškove i efikasnost proizvodnje, te kvalitet i pouzdanost proizvoda. Strani industrijski stručnjaci procjenjuju da prosječni godišnji gubitak proizvoda zbog statičkog elektriciteta u Sjedinjenim Državama iznosi 8-33%, a neki procjenjuju da godišnja šteta u elektronskoj industriji uzrokovana statičkim elektricitetom u Sjedinjenim Državama dostiže 10 milijardi dolara. Tokom 1980-ih, Japan je analizirao otpadne elektronske proizvode i otkrio da gubici uzrokovani ESD-om čine jednu trećinu. Industrija poluprovodnika, ravnih LCD-a i optoelektronske industrije u mojoj zemlji počela je relativno kasno, ali opasnosti od elektrostatičkog pražnjenja (ESD) se i dalje često javljaju, što rezultira niskim stopama prinosa. U bankama, kompanijama za vrijednosne papire, povjerljivim bazama podataka, nadzornim centrima, prostorijama za dispečer energije i drugim sličnim postavkama, ESD može lako uzrokovati smetnje i gubitak podataka, što dovodi do još ozbiljnijih situacija.