Elektrostatische Elektrizität
Elektrostatische Entladungen und die dadurch verursachten Schäden (durch elektrostatischen Durchschlag) sind ein großes Problem für industrielle Fertigungsprozesse. Sie können nicht nur die Produktion und Maschinen beschädigen, sondern auch die Arbeiter gefährden.
Mechanismus
Elektrostatischer Durchschlag ist ein Phänomen, bei dem elektronische Bauteile wie integrierte Schaltkreise (ICs) durch statische Elektrizität zerstört werden. Schäden durch statische Elektrizität entstehen durch hohe Spannungen, die vorübergehend durch die ICs fließen und von einer elektrostatischen Entladung stammen.
Wenn ESD auftritt, wird eine dünne Schicht (Isolierschicht) wie hochisolierendes Siliziumoxid auf den ICs zerstört. Dadurch wird die Schaltung im Inneren zerstört.
In den letzten Jahren sind elektronische Bauteile immer leichter und kleiner geworden. Daher hat auch ihre Empfindlichkeit gegenüber statischer Elektrizität zugenommen.
Insbesondere Metalloxid-Halbleiter (MOS) verlieren ihre Funktion als Halbleiter, wenn nur eine Spannung von etwa 80 bis 100 V angelegt wird.
Elektrostatischer Schock
Elektrostatische Schocks können selbst bei relativ niedrigen Spannungen schädlich für empfindliche Halbleiterbauelemente sein. Zur Veranschaulichung: Menschen können den Schmerz eines elektrostatischen Schocks bereits bei einer Spannung von nur etwa 3 kV spüren. Dies gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie gering die Spannung ist und dennoch die Produktion von Halbleitern beeinträchtigt werden kann.
Da Halbleiterbauelemente heutzutage immer feiner und komplexer werden, wird auch der Verdrahtungsabstand (die Größe der Elemente selbst) immer kleiner. Dadurch sinkt ihre elektrostatische Widerstandsfähigkeit. In einigen Fällen, z. B. wenn die Oxidschicht unvollständig ist, kann sie sogar bei niedrigeren Spannungen zerstört werden. Aus diesem Grund sind von den Herstellern ausgefeiltere Maßnahmen zum Umgang mit statischer Elektrizität erforderlich.
Halbleiter
Hier einige Beispiele für häufige Schäden durch elektrostatische Entladungen infolge von Durchschlägen an Halbleitern:
Beim Abziehen des Wafer-Racks: Aufgrund von Abblätterungsaufladungen, die beim Wafer-Transfer und beim Entfernen aus dem Wafer-Rack auftreten.
Beim Abziehen der Schutzfolie vom Substrat. Eine Aufladung tritt auf, wenn eine Schutzfolie von einem Flüssigkristall-Glassubstrat abgezogen wird.
Abziehen der Folie während der Chipmontage: Aufgrund von Aufladungen beim Abziehen, die beim Entnehmen von Chips aus einer Waferfolie auftreten.
Geladene Objekte, die einen elektrostatischen Durchschlag verursachen
Arbeitnehmer, Geräte und das Halbleiterelement selbst können als geladene Objekte betrachtet werden, die einen elektrostatischen Durchschlag verursachen.
Um die richtige Lösung zur Verhinderung von ESD zu implementieren, gibt es drei bestehende ESD-Testmodelle:
Wenn ein geladener Arbeiter unachtsam einen Finger in die Nähe eines Halbleiterelements bringt. (Da sich Menschen bewegen und verschiedene Aufgaben ausführen, laden sie sich sehr leicht auf.)
Das Gerät wird aufgeladen, wenn es mit dem geladenen Leiter in Kontakt kommt und geerdet ist, was zu einem elektrostatischen Durchschlag führt.
Der Schaltkreis eines Halbleiterbauelements wird aufgeladen und entladen, wenn sich ein Anschluss des Bauelements einem nahe gelegenen Leiter nähert. Dies führt zu einem elektrostatischen Durchschlag im internen Schaltkreis.
1. Human Body Charging Model (HBM)
Das Gerät wird durch Entladung aufgeladen, wenn eine elektrostatisch aufgeladene Person den Anschluss des Geräts berührt. Und wenn das Gerät geerdet ist, fließt ein Entladungsstrom durch den Schaltkreis, was zu einem elektrostatischen Durchschlag führt.
Die vom aufgeladenen menschlichen Körper freigesetzte Ladungsmenge ist groß, und die Entladungsenergie ist im Vergleich zu einem Isolator extrem hoch.
2. Maschinenmodell (MM)
Wenn es sich bei dem elektrostatisch geladenen Objekt um ein Gerät handelt, wird es als „Maschinenmodell” bezeichnet. Wenn die im Herstellungsprozess verwendeten Geräte nicht geerdet sind, werden auch die Leiter geladen. Wenn dann der geladene Körper den externen Anschluss des Halbleiterbauelements berührt, fließt elektrischer Strom durch das Bauelement und verursacht einen elektrostatischen Durchschlag.
3. Charged device Model (CDM)
Selbst wenn Human Body Models und Machine Models ausreichend gegen statische Elektrizität geschützt sind, besteht die Möglichkeit, dass es während der Herstellung und Montage von Halbleiterbauelementen zu ESD-induzierten Zerstörungen kommt.
Dies ist auf Schäden durch elektrostatische Entladungen zurückzuführen, wenn das Bauelement selbst aufgeladen ist, und wird als „Device Charging Model” bezeichnet. Bei diesem Entladungsmodell wird das Bauelement selbst durch Reibung an der Oberfläche des Halbleiterbauelements aufgeladen. Infolgedessen verursachen Leiter wie Schaltkreise und Anschlüsse eine elektrostatische Induktion durch ein externes elektrisches Feld. Wenn der Anschluss in diesem Zustand geerdet wird, ändert sich das interne elektrische Feld abrupt und es fließt ein Entladungsstrom, der einen elektrostatischen Durchschlag verursacht.
Wie kann Ikeuchi helfen?
Wie bereits erwähnt, werden elektronische Bauteile immer kleiner. Daher sind ausgefeiltere Maßnahmen erforderlich, um Herstellern dabei zu helfen, Schäden durch elektrostatische Entladungen in ihrer Produktion zu vermeiden.
Wir haben die optimale Lösung zur Verhinderung elektrostatischer Entladungen (ESD) durch die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in der Arbeitsumgebung erforscht. Unser nicht benetzender Dry Fog-Luftbefeuchter bietet die passende Lösung für empfindliche Arbeitsplätze.
Wie kann die Luftfeuchtigkeitskontrolle elektrostatische Entladungen verhindern?
- Verhindern Sie ESD beim Abziehen des Wafer-Racks
- Verhindern Sie ESD beim Abziehen der Folie vom Substrat
- Verhindern Sie ESD beim Abziehen der Folie während der Chipmontage
- Verhindern Sie die Zerstörung integrierter Schaltkreise
- Prevent damage to machinery
Kontaktieren Sie einen unserer Ingenieure für die optimale Lösung zur Vermeidung von ESD in Ihrer Produktionsstätte.
Optimale Bedingungen zur Vermeidung statischer Aufladung herrschen bei hoher Luftfeuchtigkeit, wie beispielsweise im Badezimmer. Statische Elektrizität entweicht durch die Feuchtigkeit in die Atmosphäre, ohne sich auf Oberflächen von Gegenständen anzusammeln und aufzuladen. Daher empfehlen wir ein Luftbefeuchtungssystem, um die Luftfeuchtigkeit (absolute relative Luftfeuchtigkeit) zu erhöhen.
Unser AKIMist® Luftbefeuchter ist eine einzigartige japanische Erfindung von Ikeuchi Japan, die eine optimale Feuchtigkeitsregulierung in Fabriken ermöglicht. Es handelt sich um einen adiabatischen Luftbefeuchter, der die Luftfeuchtigkeit durch Zugabe von kaltem Wasser erhöht. AKIMist ist bekannt für seine nicht benetzenden Eigenschaften, da die Tröpfchengröße weniger als 7,5 μm beträgt. Das bedeutet, dass die Tröpfchen so klein sind, dass sie von jeder Oberfläche abprallen, ohne zu zerplatzen. Hierdurch besteht keine Gefahr von Leckagen oder Kondensation. Diese Eigenschaft ist in Fabriken mit teuren Maschinen und Materialien, die weder Wasser noch Kondenswasser ausgesetzt werden dürfen, von großem Vorteil.
Das AKIMist® „E“ Luftbefeuchtungssystem bietet eine Komplettlösung für den ESD-Schutz. Es handelt sich um ein umfassendes Luftbefeuchtungssystem, mit dem sich die gewünschte Luftfeuchtigkeit durch die Installation eines Sensors am Bedienfeld präzise regeln lässt.
AKIMist® „E“ Trockennebel-Befeuchter
Unser AKIMist® „E“ verbreitet einen trockenen Nebel, der dank seiner winzigen Tröpfchengröße von etwa 7,5 µm Innenräume befeuchtet, ohne sie zu benetzen
Warum ist AKIMist® die energie- und kosteneffizienteste Lösung?
Die Betriebskosten des AKIMist®„E“ sind fünfmal niedriger als die eines Dampfbefeuchtungssystems, sowohl was den Wasser- als auch den Energieverbrauch angeht.
Da es den Raum durch Verdunstungskühlung um 2 °C kühlt, ermöglicht es erhebliche Energieeinsparungen bei der Klimatisierung.
Es hat einen sehr hohen Wirkungsgrad bei geringen Wartungskosten.
Katalog runter
Laden Sie unseren AKIMist®-Katalog herunter, um mehr über die einzigartige Technologie hinter Trockennebel zu erfahren.
Stay updated: Ikeuchi news & insights
„*“ zeigt erforderliche Felder an
Get expert advice:
contact us today
Would you like to know what Ikeuchi can do for your organization? We’re happy to discuss your needs and show how we can solve your challenges. You’ll receive a response from us within 24 hours!
„*“ zeigt erforderliche Felder an
Call us: +31 (0) 20 820 2175
- Global presence and experience
- The number 1 nozzle manufacturer in Japan
- Japanese Precision Technology