Classificatie van gevaren van statische elektriciteit
Het grootste gevaar van statische elektriciteit ligt in elektrostatische ontlading (ESD). ESD duurt slechts milliseconden, met een hoge momentane puls en een gemiddeld vermogen van meer dan kilowatt, voldoende om componenten af te breken en ervoor te zorgen dat elektronische apparatuur of systemen niet goed functioneren.
De opvallende kenmerken van ESD-schade zijn de willekeur, onvoorspelbaarheid en moeilijkheidsgraad van detectie. In de moderne industrie, vooral in de grootschalige elektronicaproductie-, treedt ESD-schade op zonder dat mensen het merken en is moeilijk te detecteren. De gevolgen van ESD-schade aan componenten zijn harde en zachte defecten. Harde afbraak veroorzaakt interne verwarming van de chip in één stap, gevolgd door secundaire afbraak van metaalbindingen, gesmolten media en oppervlaktedefecten, wat uiteindelijk leidt tot volledig en permanent falen van de geïntegreerde schakeling. Zachte defecten kunnen prestatieverslechtering of een afname van de parameters van componenten veroorzaken, maar zonder volledige schade, waardoor verborgen gevaren ontstaan die moeilijk te detecteren zijn tijdens de uiteindelijke kwaliteitscontrole. Tijdens gebruik zal de potentiële schade veroorzaakt door statische elektriciteit aan het circuit veranderingen in parameters, kwaliteitsverlies en een kortere levensduur veroorzaken, wat na een bepaalde gebruiksperiode tot verschillende storingen leidt als gevolg van veranderingen in temperatuur, tijd en spanning, waardoor uiteindelijk de normale werking wordt verhinderd. Als de beschadigde chip deel uitmaakt van een kritisch controlesysteem, zoals een netwerkcentrumbesturingssysteem, een automatisch uitzendingscontrolesysteem, een productieplanningscontrolecentrum, een elektronisch oorlogscommandosysteem, een automatisch navigatiesysteem of een ander lanceercontrolesysteem, kan de resulterende schade onvoorspelbaar zijn. Potentiële schade kan zelfs gevaarlijker zijn en ernstigere directe of indirecte verliezen veroorzaken. Uit gegevens blijkt dat 90% van de door ESD-geïnduceerde apparaatschade potentiële schade door zachte defecten is, en dat 10% een onmiddellijke storing is.
Bovendien vormen elektromagnetische pulsen die worden gegenereerd tijdens elektrostatische inductie en elektrostatische ontlading ook een zeker gevaar: elektrostatische ontladingen genereren doorgaans elektromagnetische pulsinterferentie met frequenties variërend van honderden kilohertz (kHz) tot tientallen megahertz (MHz), en niveaus zo hoog als tientallen millivolts, die apparaten die gevoelig zijn voor elektrostatische ontladingen (SSD's) kunnen beschadigen.
Sommige mensen zijn van mening dat geïntegreerde printplaten met ESD-beveiligingscircuits immuun zijn voor elektrostatische schade. Hoewel beveiligingscircuits enige bescherming bieden, zelfs met interne beveiligingscircuits, zijn gevoelige apparaten echter niet bestand tegen duizenden volt statische elektriciteit van het menselijk lichaam of de werkomgeving. Alle geïntegreerde schakelingen zijn gevoelig voor elektrostatische ontlading; het enige verschil ligt in de drempelspanning die ze kunnen weerstaan.
Statische elektriciteit en gevaren op halfgeleider- en IC-productielijnen:
1. Langzaam lopen op een schone vloer terwijl je nylon kleding en schoenen op plastic-basis draagt, kan een statische spanning van 7-8 KV op het lichaam genereren.
2. Wanneer een kristaldrager van glasvezel over een polyethyleen tafelblad glijdt, kan deze gemakkelijk 10KV statische elektriciteit genereren.
3. Op wafelassemblagelijnen: statische elektriciteit van wafels kan 5KV bereiken, wafellaaddozen 35KV, werkkleding 10KV, plexiglasafdekkingen 8KV, kwartskristallen 1,5KV en wafeltrays 6KV.
4. In fotolithografiekamers bereiken kunststofvloeren 500-1000V; in metalen gaaswanden, 500-1000V; in diffusieruimtes bereiken kunststofvloeren 500-1500V; kunststof wanden bereiken ongeveer 700V; en metalen beweegbare lederen stoeloppervlakken bereiken 500-3000V.