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靜電對(duì)IC封裝的3個(gè)危害

眾所周知,封裝業(yè)屬于整個(gè)IC生產(chǎn)中的后道生產(chǎn)過程,在該過程中,對(duì)于塑封IC、混合IC或單片IC,主要有晶圓減?。テ?、晶圓切割(劃片)、上芯(粘片)、壓焊(鍵合)、封裝(包封)、前固化、電鍍、打印、后固化、切筋、裝管、封后測(cè)試等等工序。需要專門的防靜電設(shè)備消除靜電,如離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)棒等 。


各工序?qū)Σ煌墓に嚟h(huán)境都有不同的要求:


1.靜電因素對(duì)IC封裝的影響 

首先, 靜電產(chǎn)生的原因是隨處可見的。主要有以下幾個(gè)方面的原因:

生產(chǎn)車間建筑裝修材料多采用高阻材料,IC生產(chǎn)工藝要求使用潔凈車間或超凈車間。要求除塵微粒粒徑從以往的0.3μm變到0.1μm擬下,塵粒密度約為353個(gè)/m3。為此,除了安裝各吸塵設(shè)備之外,還要采用無機(jī)和有機(jī)不發(fā)塵材料,以防起塵。但對(duì)于建材的電性能沒有作為一項(xiàng)指標(biāo)考慮進(jìn)去。工業(yè)企業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范中也未作規(guī)定。IC工廠的潔凈廠房主要采用的室內(nèi)裝修材料有:聚氨酯彈性地面、尼綸、硬塑料、聚乙烯、塑料壁紙、樹脂、木材、白瓷板、瓷漆、石膏等等。上述材料中,大部分是高分子化合物或絕緣體。例如,有機(jī)玻璃體電阻率為10^12~10^14Ωcm,聚乙烯體電阻率為10^13~10^15ncm,因而導(dǎo)電性能比較差,某種原因產(chǎn)生靜電不容易通過它們向大地泄漏,從而造成靜電的積聚。


2.人體靜電

潔凈廠房操作人員的不同動(dòng)作和來回走動(dòng),鞋底和地面不斷的緊密接觸和分離,人體各部分也有活動(dòng)和磨擦,不論是快走、慢走,小跑都會(huì)產(chǎn)生靜電,即所謂步行帶電;人體活動(dòng)后起立,人體穿的工作服與椅子面接觸后又分離也會(huì)產(chǎn)生靜電。人體的靜電電壓如果消不掉,而去接觸IC芯片,就可能在不知不覺中造成IC的擊穿。


3. 空氣調(diào)節(jié)和空氣凈化引起的靜電

由于IC生產(chǎn)要求在45-55%RH的條件下進(jìn)行,所以要實(shí)行空氣調(diào)節(jié),同時(shí)要進(jìn)行空氣凈化。降濕的空氣要經(jīng)過初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器和風(fēng)管送人潔凈室。一般總風(fēng)管風(fēng)速為8~10m/s,風(fēng)管內(nèi)壁涂油漆,當(dāng)干燥的空氣和風(fēng)管,干燥的空氣和過濾器作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),都會(huì)產(chǎn)生靜電。應(yīng)該引起注意的是靜電與濕度有著較敏感的關(guān)系。另外,運(yùn)送半成品和IC成品在包裝運(yùn)輸過程中都會(huì)產(chǎn)生靜電,這都是靜電起電的因素之一。 其次,靜電對(duì)IC的危害是相當(dāng)大的。 一般來說,靜電具有高電位、強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn),在靜電起電-放電過程中,有時(shí)會(huì)形成瞬態(tài)大電流放電和電磁脈沖(EMP),產(chǎn)生頻譜很寬的電磁輻射場(chǎng)。另外,與常規(guī)電能相比,靜電電能比較小,在自然起電-放電過程中,靜電放電(ESD)參數(shù)是不可控制的,是一種難于重復(fù)的隨機(jī)過程,因此它的作用往往被人們所忽視。尤其在微電子技術(shù)領(lǐng)域,它給我們?cè)斐傻奈:s是驚人的,據(jù)報(bào)道每年因靜電造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)幾億元,靜電危害以成為發(fā)展微電子工業(yè)的重大障礙。


在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)車間,由于塵埃吸附在芯片上,IC尤其是超大規(guī)模集成電路(VLSI)的成品率會(huì)大大下降。 IC生產(chǎn)車間操作人員都穿潔凈工作服,若人體帶靜電,則極易吸附塵埃、污物等,若這些塵埃、污物被帶到操作現(xiàn)場(chǎng)的話,將影響產(chǎn)品質(zhì)量,惡化產(chǎn)品性能、大大降低Ic成品率。如果吸附的灰塵粒子的半徑大于100μm線條寬度約100μm時(shí),薄膜厚度在50μm下時(shí),則易使產(chǎn)品報(bào)廢。

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