Phân loại mối nguy hiểm của tĩnh điện
Mối nguy hiểm chính của tĩnh điện nằm ở hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD). ESD chỉ tồn tại trong mili giây, với xung tức thời cao và công suất trung bình vượt quá kilowatt, đủ để phá vỡ các bộ phận và khiến thiết bị hoặc hệ thống điện tử gặp trục trặc.
Đặc điểm nổi bật của thiệt hại ESD là tính ngẫu nhiên, không thể đoán trước và khó phát hiện. Trong ngành công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong sản xuất thiết bị điện tử quy mô lớn{1}}, hư hỏng ESD xảy ra mà mọi người không nhận thấy và rất khó phát hiện. Hậu quả của hư hỏng ESD đối với các bộ phận là hư hỏng cứng và hư hỏng mềm. Sự cố cứng gây ra hiện tượng nóng lên bên trong chip chỉ trong một bước, sau đó là sự phá hủy thứ cấp của liên kết kim loại, môi trường nóng chảy và các khuyết tật bề mặt, cuối cùng dẫn đến hỏng mạch tích hợp hoàn toàn và vĩnh viễn. Sự cố nhẹ có thể làm suy giảm hiệu suất hoặc giảm thông số của các bộ phận nhưng không gây hư hỏng hoàn toàn, từ đó tạo ra những mối nguy hiểm tiềm ẩn khó phát hiện trong quá trình kiểm tra chất lượng cuối cùng. Trong quá trình sử dụng, những hư hỏng tiềm tàng do tĩnh điện gây ra cho mạch điện sẽ gây ra những thay đổi về thông số, suy giảm chất lượng và giảm tuổi thọ, dẫn đến nhiều trục trặc khác nhau sau một thời gian hoạt động do thay đổi nhiệt độ, thời gian và điện áp, cuối cùng là không thể hoạt động bình thường. Nếu con chip bị hỏng thuộc hệ thống điều khiển quan trọng, chẳng hạn như hệ thống điều khiển trung tâm mạng, hệ thống điều khiển phát sóng tự động, trung tâm điều khiển lập kế hoạch sản xuất, hệ thống chỉ huy tác chiến điện tử, hệ thống định vị tự động hoặc các hệ thống điều khiển khởi động khác nhau, thì thiệt hại có thể khó lường. Thiệt hại tiềm tàng thực sự có thể nguy hiểm hơn, gây ra tổn thất trực tiếp hoặc gián tiếp nghiêm trọng hơn. Dữ liệu cho thấy rằng 90% hư hỏng thiết bị do ESD{10}}gây ra là hư hỏng tiềm ẩn do hư hỏng phần mềm và 10% là hư hỏng ngay lập tức.
Hơn nữa, các xung điện từ được tạo ra trong quá trình cảm ứng tĩnh điện và phóng tĩnh điện cũng gây ra một mối nguy hiểm nhất định: phóng tĩnh điện thường tạo ra nhiễu xung điện từ với tần số từ hàng trăm kilohertz (kHz) đến hàng chục megahertz (MHz) và mức cao tới hàng chục milivolt, có thể làm hỏng các thiết bị nhạy cảm với phóng tĩnh điện (SSD).
Một số người tin rằng bảng mạch tích hợp với mạch bảo vệ ESD không bị hư hại do tĩnh điện. Tuy nhiên, mặc dù các mạch bảo vệ cung cấp một số biện pháp bảo vệ, ngay cả với các mạch bảo vệ bên trong, các thiết bị nhạy cảm không thể chịu được dòng tĩnh điện hàng nghìn volt từ cơ thể con người hoặc môi trường làm việc. Tất cả các mạch tích hợp đều nhạy cảm với hiện tượng phóng tĩnh điện; sự khác biệt duy nhất nằm ở ngưỡng điện áp mà chúng có thể chịu được.
Tĩnh điện và các mối nguy hiểm trên dây chuyền sản xuất chất bán dẫn và vi mạch:
1. Đi chậm trên sàn sạch trong khi mặc quần áo nylon và giày làm bằng nhựa-có thể tạo ra điện áp tĩnh 7-8KV trên cơ thể.
2. Khi một vật mang tinh thể làm bằng sợi thủy tinh trượt trên mặt bàn bằng polyetylen, nó có thể dễ dàng tạo ra tĩnh điện 10KV.
3. Trên dây chuyền lắp ráp wafer: tĩnh điện của wafer có thể đạt tới 5KV, hộp tải wafer 35KV, quần áo làm việc 10KV, vỏ plexiglass 8KV, tinh thể thạch anh 1,5KV và khay wafer 6KV.
4. Trong phòng quang khắc, sàn nhựa đạt điện áp 500-1000V; trong vách ngăn lưới kim loại, 500-1000V; trong phòng khuếch tán, sàn nhựa đạt điện áp 500-1500V; tường nhựa đạt xấp xỉ 700V; và bề mặt ghế da di động bằng kim loại đạt 500-3000V.