分享好友 电磁兼容首页 电磁兼容分类 切换频道

环境与静电对集成电路封装的影响

2010-04-252100

  2.4 温、湿度的影响

  温、湿度在IC的生产中扮演着相当重要的角色,几乎每个工序都与它们有密不可分的关系。GB50073-2001《洁净厂房设计规范》中明确强调了对洁净室温、湿度的要求要按生产工艺要求来确定,并按冬、夏季分别规定。

  根据国家要求标准,也结合我厂IC塑封生产线的实际情况,特对相关工序确定了温、湿度控制的范围,运行数年来效果不错。

  但是,由于空调系统发生故障,在2001年12月18日9:30~9:40期间,粘片工序工作区域发生了一起湿度严重超标事故。当时相对湿度高达86.7%RH,而在正常情况下相对湿度为45~55%RH。

  当时湿度异常时粘片现场状况描述如下:

  所有现场桌椅板凳、玻璃、设备、晶圆、芯片以及人身上的防静电服表面都有严重的水汽,玻璃上的水汽致使室内人看不清过道,用手触摸桌椅设备表面,都有很明显的手指水迹印痕。更为严重的是在粘片工序现场存放的芯片有许多,其中SOPl6L产品7088就在其列。所有这些产品中还包括其它系列产品,都象经过了一次"蒸汽浴"一样。

   针对这批7088成品率由稳到不稳,再到严重下降这一现象,我们对粘片、压焊、塑封等工序在此批次产品加工期间的各种工艺参数,原材料等使用情况进行了详细汇总,没有发现异常情况,排除了工艺等方面的原因。

  事后进一步对废品率极高的18#、21#、25#、340、55#卡中不合格晶进行了超声波扫描,发现均有不同程度的离层,经解剖发现:从离层处发生裂痕、金丝断裂、部分芯片出现裂纹。最后得出结论如下:

  (1)造成成品率下降的原因主要是封装离层处产生裂痕,导致芯片裂纹或金丝断裂。

  (2)产生离层的原因是由于芯片表面水汽包封在塑封体内产生。

  由此可见,温、湿度对IC封装生产中的重大影响。

  2.5其它因素的影响

  诸如压差因素、微振因素、噪声因素等对IC封装加工中都有一定的影响。鉴于篇幅所限,这里就不再逐一赘述。
 

3 静电因素对IC封装的影响

  首先,静电产生的原因是随处可见的。

  在科技飞速发展和工业生产高度自动化的今天,静电在工业生产中的危害已是显而易见的,它可以造成各种障碍,限制自动化水平的提高和影响产品质量。这里结合我厂在集成电路封装、生产过程的实际情况来说明之所以有静电的产生,主要有以下几个方面的原因。

  3.1 生产车间建筑装修材料多采用高阻材料

  IC生产工艺要求使用洁净车间或超净车间。要求除尘微粒粒径从以往的0.3μm变到0.1μm拟下,尘粒密度约为353个/m3。为此,除了安装各吸尘设备之外,还要采用无机和有机不发尘材料,以防起尘。但对于建材的电性能没有作为一项指标考虑进去。工业企业洁净厂房设计规范中也未作规定。IC工厂的洁净厂房主要采用的室内装修材料有:聚氨酯弹性地面、尼纶、硬塑料、聚乙烯、塑料壁纸、树脂、木材、白瓷板、瓷漆、石膏等等。上述材料中,大部分是高分子化合物或绝缘体。例如,有机玻璃体电阻率为1012~1014Ω·cm,聚乙烯体电阻率为1013~1015n·cm,因而导电性能比较差,某种原因产生静电不容易通过它们向大地泄漏,从而造成静电的积聚。

  3.2人体静电

  洁净厂房操作人员的不同动作和来回走动,鞋底和地面不断的紧密接触和分离,人体各部分也有活动和磨擦,不论是快走、慢走,小跑都会产生静电,即所谓步行带电;人体活动后起立,人体穿的工作服与椅子面接触后又分离也会产生静电。人体的静电电压如果消不掉,而去接触IC芯片,就可能在不知不觉中造成IC的击穿。

  3.3 空气调节和空气净化引起的静电

  由于IC生产要求在45-55%RH的条件下进行,所以要实行空气调节,同时要进行空气净化。降湿的空气要经过初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和风管送人洁净室。一般总风管风速为8~10m/s,风管内壁涂油漆,当干燥的空气和风管,干燥的空气和过滤器作相对运动时,都会产生静电。应该引起注意的是静电与湿度有着较敏感的关系。

  另外,运送半成品和IC成品在包装运输过程中都会产生静电,这都是静电起电的因素之一。

  其次,静电对IC的危害是相当大的。

  一般来说,静电具有高电位、强电场的特点,在静电起电-放电过程中,有时会形成瞬态大电流放电和电磁脉冲(EMP),产生频谱很宽的电磁辐射场。另外,与常规电能量相比,静电能量比较小,在自然起电-放电过程中,静电放电(ESD)参数是不可控制的,是一种难于重复的随机过程,因此它的作用往往被人们所忽视。尤其在微电子技术领域,它给我们造成的危害却是惊人的,据报道每年因静电造成直接经济损失高达几亿元人民币,静电危害以成为发展微电子工业的重大障碍。

  在半导体器件生产车间,由于尘埃吸附在芯片上,IC尤其是超大规模集成电路(VLSI)的成品率会大大下降。

  IC生产车间操作人员都穿洁净工作服,若人体带静电,则极易吸附尘埃、污物等,若这些尘埃、污物被带到操作现场的话,将影响产品质量,恶化产品性能、大大降低Ic成品率。如果吸附的灰尘粒子的半径大于100μm线条宽度约100μm时,薄膜厚度在50μm下时,则最易使产品报废。

« 上一页 2/3 下一页 »
收藏 0
打赏 0
评论 0
静电放电测试标准——理解和比较差异
人体模型 (HBM) 器件级测试是 ESD 测试常用的模型。它用于表征电子元件对 ESD 损坏的敏感性。该测试模拟人体对电子元件的放电,如果人体积累了残余电荷(例如,穿着袜子拖着脚走过地毯)并触摸电子设备,就会发生这

0评论2025-03-237

电路级静电防护设计技巧与ESD防护方法
静电放电(ESD)理论研究的已经相当成熟,为了模拟分析静电事件,前人设计了很多静电放电模型。常见的静电模型有:人体模型(HBM),带电器件模型,场感应模型,场增强模型,机器模型和电容耦合模型等。芯片级一般用

3评论2021-01-28606

电路保护的意义是什么?常用的器件有哪些?
电子电路很容易在过压、过流、浪涌等情况发生的时候损坏,随着技术的发展,电子电路的产品日益多样化和复杂化,而电路保护则变得尤为重要。电路保护元件也从简单的玻璃管保险丝,变得种类更多,防护性能更优越。电路

1评论2020-10-19207

手机开发过程中 预防ESD失效的方法
现代半导体器件的规模越来越大,工作电压越来越低,导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD对于电路引起的干扰、对元器件、电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。目前手机的功能越

0评论2018-12-25361

解析PCB板设计中抗ESD的常见防范措施
来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件

2评论2018-12-25486

如何提高隔离接口模块的ESD抗扰能力
隔离模块应用于各类复杂的工业环境中,以提升总线的抗干扰能力,但设备接口可能会采用端子与外部连接,可能会在安装、维修过程中有静电等能量输入,从而导致隔离模块损坏。那么该如何避免这样的问题呢?本文为您揭秘

0评论2018-07-02779

共享单车电子锁的防静电保护方案
全民共享,共享经济,互联网+,这些热点关键词不是说说而已。在基础公共建设比如:公路,铁路,大桥,隧道,公园已经建设完整后。我们的社会开始建设移动共享经济比如:共享自行车,共享电动自行车,共享电动汽车,共

1评论2017-08-18852