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高科技产业长期以来一直被一个看不见的敌人所困扰。从半导体到医疗设备,由于颗粒污染或关键缺陷,制造商被迫接受高产品废品率。通常,这些行业的污染问题和产品损坏可以追溯到不受控制的静电。当静电积聚时,它将对洁净室构成双重威胁,增加了由esa引起的污染和静电放电(ESD)损伤的机会。
洁净室的污染
静电吸引(ESA)是使灰尘粘在老式真空管电视机的玻璃屏幕上的现象。当粒子因摩擦或与另一种材料接触而带静电荷时,它们会附着在带相反电荷的表面上。虽然以电视显示器为例,这似乎是无害的,但半导体行业是在微观尺度上工作的,微小的粒子可能导致严重的缺陷。漂浮在空气中的带电粒子会被吸到晶圆表面,可能会破坏产品。
此外,颗粒污染问题不再是半导体行业所独有的。例如,医疗器械的无菌性一直是重中之重,必须严格控制以符合政府规定。当生产过程导致设备获得静电荷时,空气和附近表面的污染颗粒将被设备吸引,导致高废品率。
静电放电会损坏敏感半导体
对于半导体制造商来说,晶圆面临着不断的破坏威胁
静电放电。由于晶圆材料的绝缘特性,表面之间的任何接触或分离都会导致静电荷的积累。
有三种类型的ESD损坏可能发生:
灾难性故障对生产是一个明显的成本,因为它们很容易被发现,并导致产品报废。在最初的产品测试中,在工厂中很难发现镦粗故障和潜在缺陷。但是,当产品到达客户面前时,恼人的故障会导致软件和数据存储出现故障,而潜在的缺陷会缩短产品的寿命。不可靠的、有缺陷的产品会增加保证更换成本,损害制造商的声誉。
典型的防静电项目
许多静电控制方案将实施各种形式的电气接地,以防止人员和设备产生静电。接地的工作原理是将一个充分导电的表面(如人体或不锈钢)连接到一个接地点,该接地点将静电放电到地球。特殊设计的防静电地板,配合导电鞋,可防止静电在人员身上积聚。连接到接地点的腕带将提供类似的保护。
接地不会从绝缘表面移除静止!
在处理洁净室环境时,
电气接地有其局限性。关于导电性,有三类材料:导体、绝缘体和静电耗散材料。接地只适用于导体和散静电材料,因为它们的导电性足以将静电转移到接地点。绝缘材料,包括玻璃和大多数塑料,都非常耐静电转移。这些材料往往会产生和保持大量的静电荷,它们也往往是现代洁净室的主要材料。晶圆和医疗设备通常都使用绝缘体,这实际上保证了静电的存在,这将使生产工作复杂化。
如果在无尘室中把所有材料都改成静电耗散塑料是不可行的,或者成本太高,通常情况下,唯一有效的选择就是电离。
通过电离静态消除
静电感应电离棒,安装在风扇/过滤器下方。
静电电离器是一种可以发射正电荷和负电荷的设备,可以将静电降低到无害的水平。目前有两种电离技术:电离辐射系统和电晕放电系统。电离辐射系统不太常见,因为它们使用放射性同位素,而放射性同位素在美国受到核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)的严格监管。使用电晕放电法的电离层因其价格低廉和简单易行而被广泛接受。
电离子器有三种品种:
电离是如何工作的?当电流从电极探针尖端放电时,空气中的分子就变成了带电离子。当这些离子在空气中旅行时,它们会静止地中和任何与它们接触的相反的带电表面。这种机制适用于所有类型的材料,这是一个关键的优势,比传统的静态控制方法。
电离棒可以在整个关键环境中消除静态
虽然使用点或鼓风机型离子器可用于消除工作台或在某个生产点的静态,但电离棒是在洁净室中100%静态消除的最佳选择。尽管在围绕电极探针的空气中产生离子,但是它们需要推进系统以达到预期目标。通过在风扇/过滤器单元下安装电离棒,离子通过整个洁净室的空气流分散,在空气颗粒和工作表面上中和静电电荷而不会引起湍流。适当设计的电离棒系统将防止由绝缘材料引起的静施加,并且经常在洁净室中发现的低湿度环境。
虽然静电是一种自然发生的现象,永远不会被完全根除,电离棒是理想的解决ESA污染和ESD损害在洁净室环境。
有关静态电离棒的更多信息,请看看Terra的电离栏页面或给我们的团队打电话讨论您的具体静态控制需求!
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