半導體器件生產(chǎn)中的靜電保護工作分析

陳信宇

摘 要：現(xiàn)階段，半導體在器件生產(chǎn)中，其技術(shù)水平在我國社會發(fā)展水平不斷進步的影響下顯著提高，器件在生產(chǎn)中產(chǎn)生靜電現(xiàn)象是在所難免的，針對所產(chǎn)生的靜電實施有效的保護措施具有重要的現(xiàn)實意義。本文在對靜電產(chǎn)生原因及其危害進行分析的基礎(chǔ)上，探究了半導體器件生產(chǎn)中靜電保護的基本措施。

關(guān)鍵詞：半導體器件；靜電保護；分析

靜電現(xiàn)象在半導體器件生產(chǎn)中出現(xiàn)后，一定程度上降低了器件的使用效率以及所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，如果生產(chǎn)廠的領(lǐng)導者對靜電保護問題的認識程度仍停留在淺層階段，那么該廠在發(fā)展中會面臨較多的阻礙。由此可見，提出相應的靜電保護措施，并將此措施應用到實際的器件生產(chǎn)中是極為必要的。

1 靜電的產(chǎn)生和危害

1.1 靜電的產(chǎn)生原因

半導體器件在發(fā)展的各個環(huán)節(jié)中都會伴有靜電現(xiàn)象發(fā)生，其中工作者與工作對象接觸中產(chǎn)生的摩擦靜電、分離靜電是半導體其靜電的主要來源。工作人員的服裝與工作設(shè)備摩擦后，其工作服的靜電電壓遠遠超過了5000V；工作人員工作時所穿的橡膠鞋，鞋底的絕緣電阻值較高，當走動動作發(fā)生后，靜電現(xiàn)象也會明顯出現(xiàn)；工作人員在運輸相關(guān)設(shè)備及材料的工作過程中，運輸動作與地面摩擦會產(chǎn)生較高的靜電電壓；半導體貼裝機、電烙鐵、檢測等設(shè)備在正常工作中會產(chǎn)生強靜電現(xiàn)象。

1.2 靜電的危害

因為靜電具有一定的隱蔽性、積累性、復雜性和隨機性，進而當靜電現(xiàn)象發(fā)生時，靜電會在半導體器件中隱蔽存在，隨著工作時間的延長、工作量的增多，靜電量會越積越多，進而會加劇灰塵的依附性，長久以往，會降低設(shè)備的使用壽命。靜電放電后會對器件產(chǎn)生強烈的電攻擊，被電穿擊后的器件如果不進行及時的修復，有可能導致器件永久無效。

2 半導體器件生產(chǎn)中靜電保護的基本措施

2.1 靜電保護的基本方法

一方面，實施靜電保護設(shè)計。半導體器件在生產(chǎn)的過程中，其器件內(nèi)部要適當?shù)脑黾屿o電保護元件，進而減少靜電放電的攻擊。其中較為常見元件有電容、能夠掌握的硅整流器。另一方面，阻止靜電放電。阻止靜電放電可以采用靜電控制法、靜電屏蔽法、靜電泄露法以及靜電復合中和法。對上述四種方法進行總結(jié)、歸納后，我們能夠看出，靜電保護主要是從靜電產(chǎn)生以及靜電消除兩個方面來展開的。

2.2 靜電保護的基本措施

2.2.1鋪、埋靜電地線

電線在鋪設(shè)的過程中為了預防靜電，要應用銅芯絕緣線，提高地線的絕緣效果，并且要定期的進行線路完整性檢查，其檢查點在設(shè)置時要注意均衡性。測試點與地線間的電阻值要控制在合理的范圍內(nèi)。電線在埋設(shè)的過程中要堅持單獨性，避免出現(xiàn)線線重合的現(xiàn)象。當防靜電地線在埋設(shè)時，要與建筑物之間保持適當?shù)木嚯x，并且埋設(shè)點要保證最起碼有三個是能夠與地面進行實際接觸的。與此同時，要注意絕緣性和電阻值的限定范圍性。

2.2.2鋪防靜電地板

防靜電地板的結(jié)構(gòu)分為上下兩層，其上層屬于絕緣層，在鋪設(shè)的過程中要注意各個材料間的隔離性，當雨天產(chǎn)生雷擊時，能夠及時避免靜電發(fā)生；其下層屬于導電層，鋪設(shè)時要與防靜電地相連接，一定程度上能夠在屏蔽靜電方面起到良好的效果。結(jié)構(gòu)單一的防靜電地板，其材質(zhì)成本較低，在靜電防護中發(fā)揮的效果較小。

2.2.3應用防靜電工作臺面

在工作臺面上放置0.3毫米厚的銅箔或者鋁板，然后將導線通過焊接的方式與靜電地線相接觸，二者接觸完成后，鋪設(shè)防靜電橡膠，其中所鋪設(shè)的橡膠要注意黑面朝下，與導電片緊密相連。與此同時，員工的工作椅也要相應的進行防靜電設(shè)置。此外，對防靜電工作臺面和防靜電椅要定期進行效果檢查。

2.2.4穿防靜電工作服

防靜電工作服裝的材料較特殊，雖然不能起到靜電屏蔽的作用，但是工作人員在工作的過程中不會產(chǎn)生摩擦靜電，即工作人員要將防靜電工作服外穿，一定程度上更能起到良好的靜電保護作用。與此同時，防靜電手套、防靜電口罩在實際工作中佩戴后，能夠及時起到靜電保護的作用。

2.2.5合理控制工作環(huán)境的濕度

如果工作環(huán)境較干燥，那么環(huán)境中靜電的產(chǎn)生率會逐漸增高。因此，要對工作環(huán)境中的濕度進行合理控制，進而降低靜電電壓，減少靜電產(chǎn)生。

2.2.6應用防靜電包裝材料

防靜電包裝材料在實際應用中有兩種，一種是防靜電材料，另一種是靜電屏蔽材料，不同種類的包裝材料，其作用也不盡相同。防靜電材料主要是自身產(chǎn)生靜電的幾率較小，即使有靜電產(chǎn)生，那么包裝內(nèi)器件所受的靜電傷害也較少，如果發(fā)生靜電放電穿擊現(xiàn)象，那么包裝內(nèi)材料受的破壞性幾率會增大。靜電屏蔽材料即對靜電現(xiàn)象能夠起到良好的屏蔽作用，能夠有效降低靜電電壓。因此，半導體器件的包裝一定要選擇靜電屏蔽材料。

3 結(jié)論

半導體器件生產(chǎn)中的靜電保護工作不是一蹴而就的，它具有系統(tǒng)性和復雜性，進而相關(guān)工作人員要注重細節(jié)、全方面的進行靜電保護工作。通過靜電保護措施的有效實施，能夠優(yōu)化器件的質(zhì)量，能夠提高器件的工作效率，能夠使所生產(chǎn)的器件及時滿足生產(chǎn)需要。

參考文獻：

[1] 劉迪.半導體器件失效機理與先進失效定位技術(shù)的研究與應用[D].江南大學，2013.

[2] 李立，翁雪濤，李曉潮.一種CCD靜電保護電路的設(shè)計[J].半導體光電，2015，03：379-381.

[3] 王水成.化工企業(yè)電子設(shè)備的防靜電措施[J].林業(yè)勞動安全，2015，03：38-42.