电子静电放电(ESD)是一种自然现象,同时也是电子元件生命周期中的重要考虑因素,它通常在干燥空气条件下发生。 在电子器件中,由于人体静电或日常工作环境中的静电,很容易引起电子静电放电。ESD不仅会破坏电子器件,还会对生产线上的设备设施、人员健康等带来极大危害。因此,存在着对ESD进行预防和特殊处理的措施。
在现代半导体产业中,ESD的问题越来越受到关注。ESD对集成电路(Ic)的损坏通常分为两种不同的模式,即瞬间故障和不可逆损坏。其中,瞬间故障是指在非常短的时间内引发Ic的翻转或重启动,而不可逆损坏通常是指在ESD中烧毁Ic。为了减少ESD的影响,电子器件需要满足相关的测试标准。其中,较广泛应用的标准是JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)的ESD测试标准。
在电子器件的设计和制造过程中,为了保障其对ESD的防护有足够的保证,通常需要在每个器件的引脚和封装上添加ESD保护结构。ESD保护结构的设计是基于不同的工艺和器件进行的,例如当今非常受欢迎的CMOS和BiCMOS工艺。 每种ESD保护结构都有其不同的物理机制,且都必须满足特定的测试标准。
在电子器件的测试及生产中,ESD的预防工作非常重要。预防ESD的发生需要采取多种措施,例如:培训工人使用静电耗散材料、直接接地线和ESD工作台,限制静电的舒适度指数等。 对于集成电路的ESD保护,还需要进行ESD电路的效果测试以保证其能相对稳定。此外,还需检测ESD发生时对器件的影响,如通过模拟真实ESD和开展ESD保护电路、结构设计和能测试等。
在实际应用中,ESD是一项复杂的问题,需要结合不同的因素进行考虑,如制造工艺、器件设计和生产测试等。 其中,器件设计和制造过程中的ESD保护设计是防护ESD较有效的方法。 将ESD保护结构设计作为器件制造的必要步骤,能够显著提高电子器件的稳定和可靠,从而避免可能导致严重故障的ESD。