A statikus elektromosság veszélyeinek osztályozása
A statikus elektromosság fő veszélye az elektrosztatikus kisülésben (ESD) rejlik. Az ESD csak ezredmásodpercekig tart, magas pillanatnyi impulzussal és kilowattot meghaladó átlagos teljesítménnyel, ami elegendő az alkatrészek lebontásához és az elektronikus berendezések vagy rendszerek hibás működéséhez.
Az ESD-károsodás kiemelkedő jellemzői a véletlenszerűség, a kiszámíthatatlanság és az észlelési nehézség. A modern iparban, különösen a nagyszabású-elektronikai gyártásban, az ESD károsodása anélkül történik, hogy az emberek észrevennék, és nehezen észlelhetők. Az alkatrészek ESD-sérülésének következménye a kemény és lágy meghibásodás. A kemény meghibásodás a chip belső felmelegedését okozza egy lépésben, majd a fémkötés másodlagos lebomlása, az olvadt közeg és a felületi hibák, ami végül az integrált áramkör teljes és tartós meghibásodásához vezet. A lágy meghibásodás teljesítményromlást, vagy az alkatrészek paramétereinek csökkenését okozhatja, de teljes károsodás nélkül, így rejtett veszélyek keletkeznek, amelyek a végső minőségellenőrzés során nehezen észlelhetők. Használat közben az áramkörben a statikus elektromosság által okozott lehetséges károsodások a paraméterek megváltozását, a minőség romlását és az élettartam csökkenését idézik elő, ami a hőmérséklet, az idő és a feszültség változása miatt bizonyos működési időszak után különféle meghibásodásokhoz vezet, ami végső soron megakadályozza a normál működést. Ha a sérült chip kritikus vezérlőrendszerhez, például hálózati központ vezérlőrendszerhez, automatikus adás-vezérlő rendszerhez, gyártásütemezési vezérlőközponthoz, elektronikus hadviselési parancsnoki rendszerhez, automatikus navigációs rendszerhez vagy különféle indítást vezérlő rendszerhez tartozik, az ebből eredő kár kiszámíthatatlan lehet. Az esetleges károk valójában veszélyesebbek lehetnek, súlyosabb közvetlen vagy közvetett veszteségeket okozva. Az adatok azt mutatják, hogy az ESD{10}kiváltotta eszközkárosodások 90%-a lehetséges lágy leállási károsodás, 10%-a pedig azonnali meghibásodás.
Ezenkívül az elektrosztatikus indukció és elektrosztatikus kisülés során keletkező elektromágneses impulzusok bizonyos veszélyeket is rejtenek magukban: az elektrosztatikus kisülés jellemzően több száz kilohertztől (kHz) több tíz megahertzig (MHz) terjedő elektromágneses impulzusinterferenciát kelt, és akár több tíz millivoltos (SSDs) kisülési szint is károsíthatja az érzékeny eszközöket.
Vannak, akik úgy vélik, hogy az ESD védelmi áramkörrel ellátott integrált áramköri lapok immunisak az elektrosztatikus károsodásokkal szemben. Bár a védőáramkörök bizonyos védelmet nyújtanak, még belső védelmi áramkörök esetén is, az érzékeny eszközök nem képesek ellenállni az emberi testből vagy a munkakörnyezetből származó több ezer voltos statikus elektromosságnak. Minden integrált áramkör érzékeny az elektrosztatikus kisülésre; az egyetlen különbség az általuk elviselhető küszöbfeszültségben rejlik.
Statikus elektromosság és veszélyek a félvezető- és IC gyártósorokon:
1. Ha lassan sétál a tiszta padlón, nejlon ruházatban és műanyag{1}}alapú cipőben, 7-8 KV statikus feszültség keletkezhet a testen.
2. Ha egy üvegszálból készült kristályhordozó átcsúszik egy polietilén asztallapon, könnyen képes 10 KV statikus elektromosságot generálni.
3. Ostya összeszerelő sorokon: az ostya statikus elektromossága elérheti az 5 KV-t, az ostyatöltő dobozok 35 KV, a munkaruha 10 KV, a plexi borítások 8 KV, a kvarckristályok 1,5 KV és az ostyatálcák a 6 KV.
4. A fotolitográfiai helyiségekben a műanyag padlók elérik az 500-1000 V-ot; fémhálós válaszfalakban, 500-1000V; a diffúziós helyiségekben a műanyag padlók elérik az 500-1500 V-ot; a műanyag falak körülbelül 700 V-ot érnek el; a fém mozgatható bőr székfelületek pedig elérik az 500-3000V-ot.