集成电路的静电防护研究

戴 杰（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471000）



集成电路的静电防护研究

戴 杰
（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471000）

摘 要：随着现代电子技术的飞速发展，半导体在集成电路中得到了广泛应用。集成电路设备在生产和运输过程中，都会受到静电的影响。本文对集成电路的静电防护措施进行探讨。

关键词：集成电路；静电防护；研究措施

0　引言

在现代社会，随着微米等新技术的发展应用，集成电路的构造更加简便实用。由于集成电路的简单化设计，因而内部内绝缘层变得很薄，对静电的抵抗能力也就相对变弱［1］。集成电路在生产到运输过程，都会不同程度的受到静电影响。

1　集成电路产生的静电

1.1静电产生原因

静电，指停留在物体表面由于正负电荷失去平衡产生的电能。摩擦起电，也是产生静电的直接原因［2］。摩擦起电，主要是因为两种物质的接触表面在摩擦时，由于停留在自身的电荷不同而产生的排斥现象。在这个电荷转化过程中，物质内部的机械能转化为内能，在转化过程中，物质的原子结构由于物质表面的能量进入原子结构，原子结构增加能量，使得电子脱离原子核，自动外放的物理反应，在这种物力反应中，产生的电子所带的是正电荷；而另一物质的表面在进行相似的物理反应时，外放的电子所带的是负电荷。因此，当两个物质摩擦时，由于正负电荷的反应，就会造成因摩擦产生静电。另外感应带电也是物体产生静电的原因。感应带电，指由于外电场的作用，电场力过大会产生电子脱离原子核，从而产生的静电现象。

1.2影响静电的因素

静电产生的因素有很多，主要包括物理环境、物体材质和运动状况三种。物理环境对产生静电的影响，是指由于物体的因为环境改变，静电量的数量随着物质内部温度升高而增加，相反静电量的数量随着物质内部温度的降低而减少。在这种物理环境中，集成电路产生的静电和内部的物理环境温度有关［3］。应注意做好物力环境对集成电路产生的静电作用。物体材质对静电产生的影响，是指物体材质的不同，也会影响自身受到外力作用下，产生的静电量，如果物体材质导向性能良好，就比较容易产生电荷，在与其他物体摩擦时或者外力的作用下，很容易在物体表面产生静电量；相反，如果物体材质属于绝缘性能良好的材质，那么在外力作用下或者与其他物体摩擦时，产生的静电量也会由物体材质自动引导出去，产生的静电量很少或者根本没有。运动状况对静电的影响，是指物体的运动速度和受力大小等运动状况都会造成静电的产生。例如物体的运动速率过快，受到的碰撞力就会增大，阻力就会变小，接触面的面积就会增大，压力同时也会增大，物体在这种运动状况中，因与地面摩擦等产生的静电量就会很大，危害也会很大；相反如果物体的运动状况很平稳，受到的碰撞力就会减小，阻力变大，在这种情况中，物体的运动状况产生的静电量就会很小，一般很难发现。

1.3静电的危害

目前现阶段化纤物质在物理和化学生产中，应用都非常广泛。化纤物质本身就属于导向性良好的材料，产生静电现象普遍，如果这种电荷不能及时引导，静电量就会变得很大，危害也大。但是化纤物质产生的静电受人体动作的制约，比较明显。

静电是造成集成电路受破坏的主要因素。因为在静电放电的过程中，对集成电路形成作用力，这种作用力包括造成电路失效的硬击穿和软击穿。在这两种作用力的共同作用下，集成电路的使用期限和使用范围都会严重受到制约，如果集成电路的静电量不能及时解决，就会对集成电路的性能和使用质量造成影响，也会造成集成电路报废。

2　集成电路的防静电措施

2.1生产过程

集成电路在生产过程，容易产生静电的原因：人为因素、环境因素和选材因素。人为因素，是指工作人员和电路板的接触，导致集成电路留有静电。对这种人为因素，应从生产车间制服统一入手，统一规定着装防静电的防化服装，避免人为因素在生产过程中，产生的静电停留集成电路表面，不易察觉的问题。环境因素，是指贮存环境温度过高，容易引发集成电路静电的产生。针对这种问题，应对集成电路的贮藏进行封闭式管理，尽量选择在温度可以控制调节的生产车间，避免因为贮藏环境造成集成电路出现静电的问题。选材因素，是指在选择原材料方面，应倾向使用绝缘线良好的材质，可以对集成电路表面停留的静电及时引导，减少静电对集成电路产生破坏作用。

2.2运输过程

集成电路容易产生静电的原因是生产过程和运输过程。针对运输过程，为了有效实现防静电的产生，应从电路板的运动状况入手。在运输过程中，应避免过快行驶或者猛踩刹车，产生运输车厢严重失去平衡，在这种情况下产生静电量也是可以有效避免的，同时也是集成电路出厂后容易产生的问题。同时针对，工作人员和搬运人员，应统一着橡胶制品衣服，尽量减少集成电路在搬运途中，避免因为摩擦产生的静电问题。

2.3完善管理制度

针对集成电路的静电防护措施，最直接最根本的要从管理制度开始。只有严格有效的管理制度，才能形成有效的约束力，对各个阶层的人员进行统一规范，才可以从根本上做好静电防护工作。在集成电路静电产生的原因中，多数是人为因素和潜在的人为因素，都应该得到具体解决。同时也应加强安全巡检制度，对集成电路的生成过程和运输过程，都要加强抽检，确保集成电路得到安全生产和放心运输，尽量减少静电量在集成电路的产生，也也是有效做好静电防护工作的关键。静电防护器材也应加强开发，静电防护器材包括集成电路的包装器材、储藏器材和运输器材。针对静电防护工作，应全方面入手，才有利于完成做好静电防护工作。

3　结束语

集成电路的生产到实际应用，都会受到很多方面的影响，产生静电量。静电量的产生多数是可控因素，只有针对可控因素做出应对措施，才能有效解决集成电路的静电防护工作。对集成电路的选材控制、生产过程可控因素的处理和运输过程可控因素的处理，都需要完整的制度来形成约束力，通过各方面的努力才可以实现静电防护工作，从而减少静电对集成电路的影响，保证集成电路的质量和使用期限。

参考文献：

［1］李柯逊.浅谈集成电路静电损害及防护措施［J］.推广技术，2014（07）：227-228.

［2］马国荣，丁荣峥，李欣燕.集成电路封装线系统性静电防护［J］.电子与封装，2013，13（04）：1-5.

［3］李明亮，董树荣，韩雁等.纳米集成电路的静电放电防护［J］.微电子学，2010，40（01）：87-93.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.158