浅谈：印刷中静电危害与静电消除

　　浅谈：印刷中静电危害与静电消除

　　自从1958年世界上出现第一块IC产品以来，IC业发展非常迅速，特别是在近20几年里，每隔2-3年就有一代新产品问世，产品也从小规模IC发展到至今的超大规模IC。随着超大规模集成电路工艺的高速发展，集成电路的线宽做到只有零点几微米的阶段，这对可靠性的要求越来越高，静电对IC的危害变得也越来越显著，它给我们造成的危害是惊人的。

　　那么静电对我们集成电路行业会造成怎样的重大危害呢？主要有三大方面。

　　第一、ESA。ElectroStaticAttraction静电吸附，它会造成严重的污染。

　　我们知道IC生产工艺要求的是洁净车间或超净车间。但国内很少有厂家能做到无尘室里一粒particle都没有，现在要求灰尘颗粒粒径由原来的0.3μm降低到现在的0.1μm，但如果吸附的灰尘粒子的粒径大于线条宽度时，很容易使产品报废。

　　有时候客户会问，我们生产晶片的整道工序静电防护做的很好，该接地的都接了，要用的防静电用品也用了，而且净化等级做的也很高，为什么放置一段时间后还会吸灰呢？那是因为生产加工晶片的机台或工作车间都装有FFU高效过滤器，当气流与产品进行摩擦后就会产生静电，静电累积到一定量的时候就会吸附灰尘。所以我们建议在高效过滤器下端装不带气源的静电消除器来保证整个空间的动态平衡。

　　第二、ESD。ElectroStaticDischarge静电放电，它会造成器件击穿。

　　静电放电是电荷积累的过程，当电荷积累到一定的程度，有个导体接近它就会产生静电放电。举个很简单的例子，在干燥的冬季，人走动、摩擦后很容易积聚静电，当我们碰到金属把手或开汽车门的时候会有触电的感觉，这就是静电放电，一般人体带有3000-5000V的静电时就会有明显放电的感觉。

　　半导体元器件也是同样的道理，如果带有一定静电量的半导体器件单独放置或装入电路模块时，它马上就会被击穿。器件受到静电放电的影响后，有可能不会立即出现功能性的损坏，但会影响元器件的可靠性。

　　静电放电造成的损失每年可达到几十亿美元以上。因此，许多大型的元件和设备制造厂引进专业技术以减小生产环境中的静电积累。

　　第三、EMI。ElectroMagneticInterference电子干扰，它会造成破坏。

　　静电放电会辐射出很多的无线电波，而这些电波都是有频率的，会对周边的微处理器造成很大的干扰，比如会出现混乱的程序指令、混乱的资料、不明的错误信息等等，而这些问题一般不被人重视，但一旦出现故障它带来的危害将是巨大的。

　　以上的危害给我们带来的损失是惊人的。据有关报道估计我国电子工业每年因静电造成直接经济损失高达数十亿人民币；美国每年因静电造成的电子工业直接经济损失达100多亿美元；英国也曾有过损失近20亿英镑的事实；日本在上世纪90年代，不合格微电子器件中有45%是因静电造成的。这些数字是十分触目惊心的，把全球这些损失加起来应该可以建造几十个像华宏NEC这样的芯片厂家，那会给我们大家带来多少收益。

　　了解静电给我们带来的危害以后，接下来一定会想到怎样去防护它。目前主要的防护手段是接地，车间地面上要铺防静电地板，工作台上要铺防静电桌垫，人要穿戴防静电衣帽，周转和运输途中要用防静电容器和包装袋。当这些防护手段都做齐了，真的能解决所有的问题吗？我的回答是“不能”。因为车间里必须用到像特氟隆、石英、高分子合成碳化物、玻璃、卡通、环氧化脂等绝缘材料，而这些材料是无法接地的；高效过滤器会产生气流，空气也无法接地，所以必须用一种设备去消除静电，这种设备就叫做静电消除器，采用中和的办法来消除静电，目前市场上所用的多数是尖端放电式静电消除器。

　　什么叫做尖端放电式静电消除器？就是由高压电源发生器和放电极组成的，通过尖端高压电晕放电把空气电离成大量的正、负离子以中和物体表面的静电。

　　当物体表面带的是正电时，静电消除器发射的负离子会和它中和，当物体表面带的是负电时，静电消除器发射出的正离子会和它去中和。

　　说到这里客户经常会有些疑虑，例如：当产品上的静电被静电消除器给消除后，静电消除器还在发射正负离子，此时会不会把我的产品上重新带有静电呢？答案是否定的。静电消除器是把物体表面的静电减少累积的一个过程，当物体表面已经没有静电，静电消除器所发射的正负离子一部分会自身中和，一部分它会去吸引其他地方的相反离子。

　　那么市场上静电消除器很多，我们如何来选择适合自己的静电消除器呢？

　　按款式分有风扇型的离子风机，除尘式的离子风枪、风嘴、风蛇，带风源和不带风源的离子棒，具体怎样来选择主要还是看生产工艺流程、使用场合的特点来决定。比如有FFU高效过滤器的机台里需要用棒型的不带风源的静电消除器，工作台上可以按消静电范围来选择台式或悬挂式静电消除器，如果需要除尘的话可以选择风枪、风嘴或风蛇，印刷纺织行业一般用离子棒居多。按放电方式分交流式的静电消除器和直流式的静电消除器。就风机而言，国外大型的半导体厂家基本上都选用直流式的静电消除器，为什么呢？这是由他们各自不同的技术特点来决定的。

　　另外交流风机有刷针功能，虽然这是很人性化的设计，但在净化室内不宜使用，否则会造成二次污染，直流风机需要用净化棉签等专用工具去维护的。有时候客户也会问：“我买过直流式的静电消除器，机器一开始用的时候很好，用了一段时间就会有变化了，为什么呢？”，那是因为放电极的针尖上积碳、吸尘和损耗的缘故，静电消除器不管是交流式的还是直流式的，使用了一段时间后一定要清洁针尖，维护保养工作是很重要的，维护好的机器使用寿命就长，维护不好的机器使用的寿命就会缩短。

　　总而言之，在选择静电消除器的时候，性能的稳定，价格的合理，售后服务的便捷，设计方案的合理性都是客户应该考虑的问题。