SL-9263-L01各类集成电路的氧化膜,PMOS-P沟道金属氧化物半导体;NMOs―N沟道金属氧化物半导体;CMOs一互补型金属氧化物半导体;

SOCMOS一选择氧化膜的互补型金属氧化物半导体;HMOS一高密度N沟道金属氧化物半导体;GaAs一砷化镓半导体;SOS一硅―蓝宝石半导体。

静电场和静电流却成为致命的杀手。凡是静电放电敏感器件,不管它是安装在设备里面的,还是安装在产品组件上和印制电路板上的,或者是单个集成电路片,一旦遭受到静电放电,就会使器件的物理和电气性能发生改变而失效。器件在遭受静电放电以后,放电电流会烧穿器件的氧化膜。在电子显′微镜底下可以观察到器件心片上有像“弹坑”一样的孔洞,图10一所示的是一个集成运算放大器心片,在遭到静电放电破坏以后,用电子显微镜拍下的照相图。在照片上可以清楚地看到有一个直径为6 um的“弹坑”。图中④所示的部分是心片的敷

铝薄膜;③所示的部分是二氧化硅基底。

不同的静电放电敏感器件所能承受的静电电压的大小也不相同,表10-5列出了几种器件心片的静电破坏电压的数值。

几种器件的静电破坏电压,静电放电敏感器件,静电破坏电压(V),场效应晶体管(MOSFEF),互补型金属氧化物半导体晶体管(CMOS),双极型晶体管,可控硅整流器(SCR),精密薄膜电阻(RN型)

静电的产生及其性质,造成静电放电敏感器件损坏的静电是很容易产生的物理现象,两种不同材料的相互摩擦是产生静电荷的主要原因。例如当人穿塑料底或皮底鞋在铺有绝缘橡胶、地毯上行走时,静电放电敏感器件心片上的静电放电“弹坑”就会因摩擦引起带电;人穿的各种化纤制品服装、鞋、袜彼此之间互相摩擦产生静电,这些静电传给人体,使人体带电(当人体对地绝缘时)。有人做过测试,在室温20C,相对湿度40%时测得人体带电的电压如表10-6所列的数据。

人体的带电电压(kV〉,上身衣料维尼龙/棉,棉衣100%,维尼龙/棉55/45,聚酯/人造丝65/35,聚酯/棉65/35

表10-6中所列的数据,说明人体带电电压的高低与所穿衣料有关。不同的衣料所带电压是不同的。当然这是在人体与地绝缘的情况下测得的。如果人体与地相连接,则人体中的静电荷都会泄漏到地而不可能累积静电荷,也就不会有静电压产生。

用人造革、泡沫塑料、橡胶、塑料贴面板等容易产生静电的材料制成的工作台、家具、工作室墙壁及各种塑料包装盒,在使用过程中不可避免要发生摩擦,从而产生静电;高速流动的气体或液体,因为与设各的腔壁和管壁发生了摩擦也会引起静电。

静电的产生与空气的湿度有很大关系。湿度高时,空气中所含有的水分子就多,物体表面吸附的水分子也多,表面的电阻率降低,使静电荷容易由高电位传到低电位而积聚不起来,产生的静电电压必然较低。相反,空气的湿度较低时,同样的活动就会产生较高的静电电压,表10-7所列的是不同湿度时进行活动的人体上所带的静电电压值。

表10-7 各种活动在不同湿度时使人体所带的静电压(kV),活动类型,相对湿度65%~90%,在地毯上走动,在聚乙烯地板上走动,在工作台上工作,在泡沫垫椅上坐静电产生以后,具有以下两个显著的特性:

静电荷会在与地绝缘的各种材料、物体以及人体不断地聚积起来,使其周围空间形成静电场,这种电场的强度足以击穿目前各类集成电路的绝缘层,使其失效。

聚积起来的静电荷与地之间形成了电位差,并伺机与地之间形成放电。因此,只要带电体(包括人体各部分)触及微电路时就会产生放电电流。这种放电的电流有可能将微电路的导体烧熔(见图10-44)。

静电故障的防护,近年来,新型的集成电路心片在设计制造时采取了一些措施,譬如附加缓冲电路和(或)旁通电路,来提高心片自身的抗静电能力。但在实际使用时,往往由于静电放电能量过大,使附加电路不能奏效,仍然会使微电路心片遭到击穿毁坏。因此,只要静电带电体触及到静电放电敏感器件心片的插脚以及与心片插脚有电气连接的任何部位,例如印制唱路板上的导电条,印制电路板的插件夹、接线端子以及设备外壳上的插头座等,都会发生静电放电而毁坏心片上的微电路。可见,为了确保机载设备的安全,不因其内部的静电放电敏

感器件遭静电放电而失效,造成设备故障,机务人员在内外场维护和修理含有静电放电敏感器件的机载设备时,必须严格执行静电防护的安全操作规程。其中最基本的规则有以下几条:

首先识别静电放电敏感器件。凡是含有静电放电敏感器件的设各和安装这种设各的地方,制造商都做出了如表10-8所示的黄色警告标志,这是一些底色为黄色上加黑色图案的标志。一般将这些标志粘贴在醒目的和操作人员需要操作的部位,例如安装设备的框架和地板上,外场可更换件的金属外壳上,印制电路板插件夹上,以及印制电路板插件的两片锁定翼片等。另外,外场可更换件金属外壳背面的插头座旁边也贴有黄色标志。各种工作人员在贴有黄色标志的部位或设各上需要进行各种操作时,应该按照黄色标志的提示进行。