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在恒温恒湿洁净车间为何会产生静电?静电的危害是什么?如何避免静电?

 什么是静电?

“静电”是由恒温恒湿洁净车间的两个独立表面的接触产生的。针对不同表面产生的电荷,如果不以足够快的速率传播到地面,将积聚并扩散到材料表面 - 这就产生了“静电”。

 

静电对恒温恒湿洁净车间有什么危害?

在该行业的许多恒温恒湿洁净车间中残留的静电荷存在危险性并很有可能导致大问题。静电可能导致燃烧易燃气体爆炸。它可以粘合薄膜和光纤,吸收空气中的灰尘和碎屑,损坏半导体器件并干扰微电子器件的操作。

易燃气体,水蒸汽和灰尘的危险与两个因素有关,其中一个因素与储存在电容器中的能量有关,并且涉及最小的爆炸能量;另一方面,它与最小间距的击穿电压有关,可能引起火灾。

通常,典型的烃类气体或空气混合物具有0.2毫焦耳的最小爆炸能量并产生至少几千伏的击穿电压。对于灰尘,最小爆炸能量是几毫焦耳。

由静电荷放电引起的振动在约1毫焦耳时是可辨别的,并且当振动在10100毫焦耳的范围内时可能是不舒服的。高于1焦耳的能量将导致人体主要肌肉的收缩。当静电力与重力或其他结合力相当时,出现机械操作困难。这与局部电场的吸引有关,因此,绝缘体与表面电荷密度有关。

通常,静电力很弱,但是当电荷密度小于几毫焦耳10-7 / m 2时,灰尘将被吸附在其表面上。当人们进行正常活动时产生静电,例如在地毯上行走,从椅子上站立,摩擦衣服的表面等。在低湿度环境和人造纤维被广泛使用的恒温恒湿洁净车间环境中,产生静电荷。体电压可高达15 kV

静电放电可以通过带电织物,带电体,手持金属物体等进行。这些静电放电可以产生高电压,可以直接在封装内几毫米的空间内进入内部电路。放电产生几安培的电流,将频率提高到几百兆赫兹 - 特别是当金属导体充当放电源时。

静电对半导体器件的危害取决于器件的类型和设计。互补金属氧化物半导体(CMOS)器件和精细几何形状特别容易受到影响。虽然损坏很可能与放电能量和电压有关危险的表示与“人体模型”放电电压有关。经验表明,损伤的灵敏度降低了约50伏。在恒温恒湿洁净车间中由微电子系统混淆引起的问题通常也表现为与人体模型的放电有关。该系统必须能够承受几千伏的电压(不受控制的环境应该高于15千伏),因为在正常的工作环境中,走在地板上的人很容易产生高电压。

 

如何避免静电?

为了降低风险并避免潜在的问题,您必须确保它比静电更快地耗散。对于标准手动操作和人类活动,充电的衰减时间必须为0.25秒甚至更短。与风险控制相关的新概念是,如果静电荷遇到具有高电容的材料,则表面电压将降低,因此可以防止潜在的问题和损坏。许多恒温恒湿洁净车间已采取很多措施防止静电,例如安装导电地板或导电袋来存放和运输零件。

避免静电放电对微电子系统影响的最基本方法是将器件放置在静电和磁屏蔽的适当位置,以适当减少所有输入和输出连接。

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