Klassifisering av farer ved statisk elektrisitet
Den største faren ved statisk elektrisitet ligger i elektrostatisk utladning (ESD). ESD varer bare i millisekunder, med en høy øyeblikkelig puls og en gjennomsnittlig effekt som overstiger kilowatt, tilstrekkelig til å bryte ned komponenter og forårsake feil på elektronisk utstyr eller systemer.
De fremtredende egenskapene til ESD-skade er dens tilfeldighet, uforutsigbarhet og vanskeligheter med å oppdage. I moderne industri, spesielt i storskala elektronikkproduksjon, oppstår ESD-skader uten at folk merker det og er vanskelig å oppdage. Konsekvensene av ESD-skader på komponenter er hardt sammenbrudd og mykt sammenbrudd. Hardt sammenbrudd forårsaker intern oppvarming av brikken i ett trinn, etterfulgt av sekundær sammenbrudd av metallbinding, smeltet media og overflatedefekter, som til slutt fører til fullstendig og permanent svikt i den integrerte kretsen. Mykt sammenbrudd kan forårsake ytelsesforringelse eller en reduksjon i parametere til komponenter, men uten fullstendig skade, og dermed skape skjulte farer som er vanskelige å oppdage under endelig kvalitetskontroll. Under bruk vil den potensielle skaden forårsaket av statisk elektrisitet på kretsen forårsake endringer i parametere, kvalitetsforringelse og redusert levetid, noe som fører til ulike funksjonsfeil etter en driftsperiode på grunn av endringer i temperatur, tid og spenning, og til slutt forhindrer normal drift. Hvis den skadede brikken tilhører et kritisk kontrollsystem, for eksempel et nettverkssenterkontrollsystem, automatisk kringkastingskontrollsystem, produksjonsplanleggingskontrollsenter, elektronisk krigføringskommandosystem, automatisk navigasjonssystem eller forskjellige oppskytningskontrollsystemer, kan den resulterende skaden være uforutsigbar. Potensiell skade kan faktisk være farligere, og forårsake mer alvorlige direkte eller indirekte tap. Data viser at 90 % av ESD-indusert enhetsskade er potensiell myk nedbrytingsskade, og 10 % er umiddelbar feil.
Videre utgjør elektromagnetiske pulser generert under elektrostatisk induksjon og elektrostatisk utladning også en viss fare: elektrostatisk utladning genererer vanligvis elektromagnetisk pulsinterferens med frekvenser som strekker seg fra hundrevis av kilohertz (kHz) til titalls megahertz (MHz), og nivåer så høye som titalls millivolts, som kan skade elektrosensitive enheter (SS).
Noen mennesker tror at integrerte kretskort med ESD-beskyttelseskretser er immune mot elektrostatisk skade. Men selv om beskyttelseskretser gir en viss beskyttelse, selv med interne beskyttelseskretser, tåler ikke sensitive enheter tusenvis av volt statisk elektrisitet fra menneskekroppen eller arbeidsmiljøet. Alle integrerte kretser er følsomme for elektrostatisk utladning; den eneste forskjellen ligger i terskelspenningen de tåler.
Statisk elektrisitet og farer på halvleder- og IC-produksjonslinjer:
1. Å gå sakte på et rent gulv mens du har på deg nylonklær og plastbaserte sko kan generere en statisk spenning på 7-8KV på kroppen.
2. Når en krystallbærer laget av glassfiber glir over en polyetylen-bordplate, kan den enkelt generere 10KV statisk elektrisitet.
3. På oblat samlebånd: wafer statisk elektrisitet kan nå 5KV, wafer lastebokser 35KV, arbeidsklær 10KV, plexiglass dekker 8KV, kvartskrystaller 1,5KV, og wafer skuffer 6KV.
4. I fotolitografirom når plastgulv 500-1000V; i skillevegger i metallnett, 500-1000V; i diffusjonsrom når plastgulv 500-1500V; plastvegger når omtrent 700V; og bevegelige metalloverflater i skinn når 500-3000V.