环境与静电对集成电路封装过程的影响
芯片封装常见外观缺陷原因
芯片封装常见外观缺陷原因芯片封装是将集成电路芯片封装在外部材料中，以提供保护和连接功能。
封装质量的好坏直接影响着芯片的可靠性和性能，而外观缺陷是影响芯片封装质量的一个重要因素。
以下是几种常见的芯片封装外观缺陷及其原因。
1. 静电放电(ESD)：ESD是芯片封装过程中常见的外观缺陷，通常在封装过程中或封装后的表面上出现静电灼伤痕迹。
静电放电可能是由于人体带电或工作环境中的静电电位差引起的，也可能是由于设备放电引起的。
除了环境和操作不良的原因外，芯片封装工艺和材料的选择也会对ESD敏感性产生一定影响。
2. 裂纹：芯片封装过程中的裂纹主要是由于材料和工艺的问题引起的。
例如，温度过高或冷却速度过快会导致材料热应力增加，从而引起裂纹。
另外，材料中可能存在的内部结构不均匀性也可能导致封装过程中的裂纹。
3. 气泡：气泡是封装过程中常见的外观缺陷，通常在封装材料的表面上可见。
气泡的形成主要是由于材料中的挥发性物质溢出或封装过程中的空气含量引起的。
封装材料的选择和工艺的控制可以有效地减少气泡的形成。
4. 焊接不良：焊接不良是芯片封装过程中常见的外观缺陷，主要是由于焊接工艺参数的选择和控制不当导致的。
例如，焊接温度过高或过低、焊接时间过长或过短等都会导致焊接不良。
此外，焊接材料的选择和质量也会对焊接质量产生一定影响。
5. 接触不良：接触不良是芯片封装过程中常见的外观缺陷，主要是由于连接器或焊点与芯片引脚之间接触不良导致的。
接触不良可能是由于连接器或焊点表面的污染、氧化或机械变形引起的。
要解决芯片封装中的外观缺陷，需要从以下几个方面入手：首先，要加强对芯片封装过程中操作人员的培训和管理，提高他们的意识和技能，减少人为因素引起的外观缺陷。
其次，要优化封装工艺和参数的选择和控制，确保温度、压力、时间等参数在合适范围内，降低裂纹、气泡、焊接不良等外观缺陷的产生。
第三，要选择合适的封装材料，确保其质量和性能，减少静电放电、裂纹、气泡等问题的发生。
静电对集成电路的损伤原理
静电对集成电路的损伤原理ESD（Electro-Static Discharge）即静电释放：两个带不同静电电平的物体，通过直接接触或静电电场的作用会使两物体的静电电荷发生位移，当静电电场达到一定能量，之间的介质被击穿而产生放电，这就是ESD的全过程。
例如，在干燥的秋冬季节，推开门，开关抽屉，整理书籍，甚至按下电脑开关都有静电累积和释放的动作，可以说，我们就生活在一个静电的世界。
ESD引起集成电路损伤的三种途径：(1)人体活动引起的摩擦起电是重要的静电来源，带静电的操作者与器件接触并通过器件放电。
(2)器件与用绝缘材料制作的包装袋、传递盒和传送带等摩擦，使器件本身带静电，它与人体或地接触时发生的静电放电。
(3)当器件处在很强的静电场中时，因静电感应在器件内部的芯片上将感应出很高的电位差，从而引起芯片内部薄氧化层的击穿。
或者某一管脚与地相碰也会发生静电放电。
根据上述三种ESD的损伤途径，建立了三种ESD损伤模型：人体带电模型、器件带电模型和场感应模型。
其中人体模型是主要的。
ESD损伤的失效模式(1)双极型数字电路a.输入端漏电流增加b.参数退化c.失去功能其中对带有肖特基管的STTL和LSTTL电路更为敏感。
(2)双极型线性电路a.输入失调电压增大b.输入失调电流增大c.MOS电容(补偿电容)漏电或短路d.失去功能(3)MOS集成电路a.输入端漏电流增大b.输出端漏电流增大c.静态功耗电流增大d.失去功能(4)双极型单稳电路和振荡器电路a.单稳电路的单稳时间发生变化b.振荡器的振荡频率发生变化c.R.C连接端对地出现反向漏电ESD对集成电路的损坏形式a.MOS电路输入端保护电路的二极管出现反向漏电流增b.输入端MOS管发生栅穿c.MOS电路输入保护电路中的保护电阻或接触孔发生烧毁d.引起ROM电路或PAL电路中的熔断丝熔断e.集成电路内部的MOS电容器发生栅穿f.运算放大器输入端(对管)小电流放大系数减小g.集成电路内部的精密电阻的阻值发生漂移h.与外接端子相连的铝条被熔断i.引起多层布线间的介质击穿(例如：输入端铝条与n+、间的介质击穿)ESD损伤机理(1)电压型损伤a.栅氧化层击穿(MOS电路输入端、MOS电容)b.气体电弧放电引起的损坏(芯片上键合根部、金属化条的最窄间距处、声表面波器件的梳状电极条间)c.输入端多晶硅电阻与铝金属化条间的介质击穿d.输入/输出端n+扩区与铝金属化条间的介质击穿。
电装基础149：电装工艺过程中的环境控制要素
电装基础149：电装工艺过程中的环境控制要素(1)环境对电子产品制造质量的影响：环境是导致过程控制发生变化的一个重要因素，特别是对含有大量的微型化封装元器件的高密度组装的电子产品，在组装过程中对环境条件的变化尤其敏感。
(2)电子产品制造过程中的环境所包含的内容：①自然气候环境：应关注的主要影响因素是大气温度、大气湿度、大气压力、空气中的污染物和灰尘等。
其实，由于自然气候环境的突变造成的工艺过程控制失控、质量问题是很突出，甚至导致停产和停线的案例在不断增加。
比如沿海地区的电子装联车间，在夏季湿热气候的影响下，有可能造成设备的停机，产品吸潮，水汽超标。
②室内工作场地的环境：在工作场地内创造一种清洁、明亮、安静、安全、有序的工作条件有利于稳定操作者的心理，有利于减小产品在生产过程控制中发生变化的可能。
因此，在室内环境中应加强对室内温度、湿度、亮度、空气洁净度、噪声等的管控。
③静电防护环境：储存、测试及加工场地均有完善的静电防护措施，各重点环节都有完整的自动或人工定时测试，并将测试结果自动记录数据库，保证数据的可追溯性好。
静电防护能确保产品制造过程中的质量安全需要。
那么，电子产品制造过程中良好工作环境的一般标志是什么呢?(1)室内温、湿度和洁净度达到并保持在规定要求范围：①温度: 23±5℃；②湿度: 50%+10%RH；③空气洁净度：ISO8级(100K)；④噪声：<60dB；⑤工作面平均照明：1000Lx以上；⑥工作场地配有温、湿度自动测试和记录装置。
(2)可控的安全静电水平①生产场地和一般配送及测试场地：静电电平≤100V；②特殊场地(如RF车间及其测试、配送)：静电电平≤50V(3)6S得到全面贯彻和落实。
(4)工作场地(特别是关键工序)环境条件的变化对生产流程和产品质量影响小。
(5)工作人员文明操作意识强。
另外，还必须重点关注操作者的职业健康防护和环境控制，比如照度、空气过滤、噪音控制、辐射防护和控制、高温、挥发性、酒精作业等与操作者健康息息相关的环境控制、劳动防护和职业教育。
集成电路器件的静电防护分析
集成电路器件的静电防护分析发布时间：2022-04-02T01:07:33.284Z 来源：《科学与技术》2021年第32期作者：王瑜[导读] 在技术发展过程中，由集成电路制成的产品具有微型化和集成化的特点，使得相应元件对于静电放电的敏感程度逐渐减少，并导致元件在组成过程中由于静电放电原因发生失效现象的概率大大增加。
王瑜安徽三安光电安徽省芜湖市摘要：在技术发展过程中，由集成电路制成的产品具有微型化和集成化的特点，使得相应元件对于静电放电的敏感程度逐渐减少，并导致元件在组成过程中由于静电放电原因发生失效现象的概率大大增加。
所以在集成电路研发生产过程中，需要全面优化静电防护功能，加强静电防护的意识，通过应用减少静电危害的实际方式，从而有效避免静电危害带来的经济损失。
关键词：集成电路器件；静电防护；措施1静电的产生1.1摩擦产生静电静电是一种特殊的现象，当物体表面的正电荷和负电荷难以在局部范围内保持平衡时，就会发生静电现象。
本质上，电子或离子的转移是静电现象的直接原因。
对于两个相互孤立的物体，由于它们之间存在一定的摩擦力，随着摩擦力的产生，一个物体的部分电子可以转移到另一个物体的表面。
电子转移使物体失去一部分电子并携带“正电荷”，而另一个物体由于获得电子而携带“负电荷”。
这种电子转移引起静电现象。
因此，接触摩擦是产生静电现象的主要原因之一，也是一种较大的静电。
在现实生活中，塑料、地毯、化纤织物、纸张等由于其特殊的材料性能，它们之间的摩擦或与人的摩擦，产生了定量的静电荷。
除了不同物质之间的接触摩擦外，同一物质之间的接触摩擦也会引起一定的静电现象，例如金属与非金属之间的摩擦。
静电现象下的静电能基本上不仅与物质本身的特性有关，而且与物质表面的清洁度、环境条件、接触压力等因素直接相关。
1.2感应式静电发电在现实生活中，静电现象也表现为一种感应静电，即当导体或介质处于一定的静电场条件下，就会出现明显的感应静电现象。
集成电路设计中的静电耗散技术研究
集成电路设计中的静电耗散技术研究随着科技的不断发展，集成电路的应用范围越来越广泛，也越来越重要。
在集成电路的制造过程中，静电耗散技术是一种非常重要的技术。
静电耗散技术是利用一定的电路设计方法，保护集成电路免受静电损伤的一种技术。
本文将从静电的产生原理、静电损伤对集成电路的影响以及静电耗散技术的应用方面进行探讨。
静电的产生原理在学校的物理课堂上，我们学习过一些关于电的知识，其中就包括静电的产生原理。
静电是指无电流的电荷分布现象，通常是指留存在平衡状态下的电荷。
静电通常能够累积在物体表面，当人们与物体接触时，也会与这些静电电荷发生接触。
静电通常产生在干燥的环境中，尤其是在低湿度情况下更为常见。
静电损伤对集成电路的影响静电能够对集成电路产生非常严重的影响，这也是为什么很多集成电路都需要进行静电保护的原因。
静电产生的电荷很小，但是这些电荷能够导致非常严重的故障。
例如，当静电释放到集成电路上时，可能会产生电子击穿现象，导致电路中的晶体管或二极管被烧毁。
静电损伤对集成电路产生的效果主要有以下几个方面：一、折叠。
当静电放电时，会有强电流通过晶体管，从而产生大量的瞬态热，使晶体管内部温度升高，有可能折断导线或薄膜。
二、硬故障。
硬故障指的是静电放电产生的瞬时高电压，会破坏器件，形成完全短路或断路。
这种故障一旦发生，通常是不可逆的。
三、软故障。
软故障指的是对器件的瞬间影响，如难以检测到的单一位错误，是一种暂时的现象。
静电耗散技术的应用由于静电损伤对集成电路产生的影响非常大，因此在集成电路设计中广泛应用了静电耗散技术。
静电耗散技术可以通过减轻集成电路上静电电荷的影响，从而最小化静电损伤。
静电耗散技术主要有以下几种：一、静电泄漏器。
静电泄漏器是一种机制，可以最大限度地减少静电电荷的积聚。
它是将集成电路中一些电荷从有静电电势的地方传递到有相反电势的地方，从而平衡电势。
这种技术可以减小集成电路内的静电电压，从而最小化静电损伤。
静电学在电子半导体领域的应用案例
静电学在电子半导体领域的应用案例引言：静电学是研究静电现象和静电力学的学科，它在电子半导体领域有着广泛的应用。
本文将介绍静电学在电子半导体领域的几个应用案例，展示静电学在该领域中的重要性和实际应用。
一、静电除尘技术在集成电路制造中的应用静电除尘技术是利用静电力将空气中的微小颗粒吸附到带有相反电荷的电极上，从而实现除尘的过程。
在集成电路制造中，尤其是在洁净室环境下，微小颗粒的存在会对芯片的制造和质量产生严重影响。
通过静电除尘技术，可以有效地清除空气中的微小颗粒，保证芯片的生产质量。
二、静电吸附技术在半导体封装中的应用静电吸附技术是利用静电力将半导体芯片吸附在封装材料上的一种技术。
在半导体封装过程中，静电吸附技术可以提高封装材料与芯片之间的接触面积，从而提高封装效果和可靠性。
此外，静电吸附技术还可以减少封装过程中的机械应力，降低芯片损坏的风险。
三、静电消除技术在电子器件制造中的应用静电消除技术是通过引入相反电荷或中和电荷的方法，将电子器件表面的静电电荷消除的一种技术。
在电子器件制造过程中，静电电荷的积累会导致电子器件的故障和损坏。
通过静电消除技术，可以有效地消除电子器件表面的静电电荷，保证电子器件的正常运行。
四、静电防护技术在半导体仓储和运输中的应用静电防护技术是通过采取一系列的措施，防止静电电荷的积累和放电的技术。
在半导体仓储和运输过程中，静电电荷的积累和放电可能导致芯片的损坏和故障。
通过静电防护技术，可以有效地防止静电电荷的积累和放电，保护芯片的质量和可靠性。
结论：静电学在电子半导体领域有着广泛的应用。
通过静电除尘技术、静电吸附技术、静电消除技术和静电防护技术等手段，可以有效地解决电子半导体制造和运输过程中的静电问题，提高芯片的质量和可靠性。
静电学的研究和应用将继续推动电子半导体领域的发展和进步。
集成电路的ESD防护技术分析
集成电路的ESD防护技术分析集成电路是现代电子技术的核心之一，它广泛应用于计算机、通讯、嵌入式系统等各个领域。
但是，在电路设计和使用过程中，静电放电（ESD）问题一直是个头痛的难题。
ESD会对集成电路造成不可恢复的损坏或缺陷，严重影响电路的可靠性和寿命。
因此，如何对集成电路进行ESD防护技术实现是一个很重要的问题。
ESD的来源很广泛，主要有三种：(1)人体静电；(2)设备间的静电；(3)环境中的静电。
因此，在集成电路设计中，需要考虑如何避免这些ESD的来源，同时加强防护策略。
现在，有很多的技术手段来解决这个问题，主要包括以下几种：1.背部引线设计：通过机械连接背部引线（SolderBall），将ESD引导至地面，以达到防护的目的。
这种设计简单、容易实现，但是会增加颗粒物，影响封装的可靠性。
2.内置防护电路设计：在集成电路内部，设计一定的电路来吸收和放电ESD，避免对引脚的损害。
这种设计简单、成本低，但是无法完全消除ESD影响。
3.局部工艺优化设计：通过局部的工艺优化措施，如在特定的地方采用金属层的补偿等方法，降低这些地方的ESD破坏风险。
这种设计可以较大程度上降低ESD损伤的风险，但需要根据具体情况进行工艺调整。
4.外置防护电路设计：在集成电路外部设计一定的防护电路，以吸收和放电ESD。
这种设计可以较好地保护集成电路，但是其成本较高，且需要考虑与已有设计的兼容性。
总之，ESD防护技术的应用非常广泛，需要根据具体情况来选择最合适的方案。
通过综合应用上述防护措施，可以有效消除或降低ESD的危害，从而提高集成电路的可靠性和稳定性。
ESD的来源及其对集成电路的危害
研成工业| ESD的来源及其对集成电路的危害
将两种不同材料的物体摩擦后，一种带正电，另一种带负电，从而在两者之间产生一定的电压。
电压的大小取决于材料的性质，空气的干燥度和其他因素。
如果带有静电的物体靠近接地导体，则会发生强烈的瞬时放电，这称为ESD。
一般而言，带静电的对象可以简单地模拟为一个很小的电容器，该电容器充电到很高的电压。
当集成电路（IC）经受ESD时，放电电路的电阻通常很小，这不能限制放电电流。
例如，当将静电荷电缆插入电路接口时，放电电路的电阻几乎为零，这将导致高达数十安培的瞬时放电尖峰电流流入相应的IC引脚。
瞬时大电流会严重损坏IC，并且局部加热产生的热量甚至会熔化硅芯片。
ESD对IC的损坏通常还包括内部金属连接被烧毁，钝化层被破坏，晶体管单元被烧坏等。
IC卡封装中的ESD影响及对策
IC卡封装中的ESD影响及对策1、引言ESD对整个半导体产业具有非常大的影响，每年半导体工业因为ESD造成的经济损失以数十亿美元计。
随着金卡工程和IC卡国产化在中国的逐步深入推广，ESD对IC卡模块封装这种集成电路封装形式的影响成为一个研究课题。
ESD的产生机理是什么？它对IC卡模块封装的影响体现在哪些方面？对这些影响应该采取什么措施去改善或消除？本文对上述问题进行了初步的探讨，并结合上海斯伦贝谢智能卡技术有限公司的实际例子提出了几点控制ESD影响的简单措施。
2、ESD及产生原因组成物质的原子包含电子和质子。
物质获得或者损失电子时，物质表现为带有正电或负电。
静电是正电荷或负电荷在物质表面积累的结果。
电荷积累通常由物质的接触、分离或者摩擦引起，通常称为摩擦生电。
影响电荷积累的因素很多，包括物体的接触程度、摩擦系数和分离速率等。
在影响因素消除之前，电荷会持续积累，随后释放，或者一直积累到周围物质的绝缘属性或绝缘保护失效为止。
一旦绝缘属性被改变，会迅速实现静电平衡。
ESD（Electrostatic Storage Deflection，静电积聚转移）是电荷的快速平衡，电荷的迅速平衡被称为静电放电。
研究表明，人走在地毯上由于摩擦产生的电荷，可引发高达20KV的静电压。
由于电荷是在阻力很小的情况下迅速释放的，因此释放时的等效电流可以超过20安培。
如果是通过集成电路或者其它对ESD敏感的元器件放电，那么大电流很可能会严重损坏原本只能传导微安级或毫安级电流的线路。
3、ESD对IC卡模块封装的影响ESD的影响存在于晶圆片生产、集成电路封装、器件测试、装配和使用的集成电路整个生命周期。
不管什么原因，只要在器件表面或周围区域积累电荷，就会产生ESD。
ESD每年造成的半导体工业经济损失高达数十亿美元。
集成电路器件对ESD非常敏感。
集成电路器件应该工作在一定的电压、电流和功耗限定范围内。
大量聚集的静电荷在条件适宜时就会产生高压放电（如空气湿度高于65％，或操作人员的接触等），静电放电通过器件引线的高压瞬时传送，可能会使氧化层（即绝缘体）断开，造成器件功能失常。
集成电路封装,产品塑封体裂纹产生的原因
集成电路封装,产品塑封体裂纹产生的原因1.高封装温度和温度梯度会导致塑封体裂纹。
The high packaging temperature and temperature gradient can cause cracks in the encapsulation.2.封装过程中的应力集中会导致塑封体裂纹的产生。
Stress concentration during packaging can lead to cracks in the encapsulation.3.材料选择不当会使塑封体易产生裂纹。
Improper material selection can make the encapsulation prone to cracking.4.温度变化频繁导致塑封体发生热应力而裂纹。
Frequent temperature changes cause thermal stress in the encapsulation leading to cracks.5.封装材料内部存在缺陷会导致塑封体产生裂纹。
Defects in the packaging material can cause cracks in the encapsulation.6.焊接过程中的应力不均匀也会导致塑封体裂纹。
Uneven stress during welding can also lead to cracks inthe encapsulation.7.温度异常变化也是塑封体裂纹产生的原因之一。
Abnormal temperature changes are also one of the reasons for the generation of cracks in the encapsulation.8.震动或冲击会导致塑封体裂纹的生成。
Vibration or impact can cause cracks in the encapsulation.9.传热不均匀也会导致塑封体裂纹。
环境与静电对集成电路封装过程的影响
环境与静电对集成电路封装过程的影响杨恩江(天水永红器材厂技术处，甘肃天水741000)摘要：本文主要叙述了半导体集成电路在封装过程中，环境因素和静电因素对IC封装方面的影响，同时对封装工艺中提高封装成品率也作了一点探讨。
关键词：环境因素；静电防护；封装中图分类号：TN305．94 文献标识码：A1引言现代发达国家经济发展的重要支柱之一--集成电路(以下称IC)产业发展十分迅速。
自从1958年世界上第一块IC问世以来，特别是近20年来，几乎每隔2-3年就有一代产品问世，至目前，产品以由初期的小规模IC发展到当今的超大规模IC。
IC设计、IC制造、IC封装和IC测试已成为微电子产业中相互独立又互相关联的四大产业。
微电子已成为当今世界各项尖端技术和新兴产业发展的前导和基础。
有了微电子技术的超前发展，便能够更有效地推动其它前沿技术的进步。
随着IC的集成度和复杂性越来越高，污染控制、环境保护和静电防护技术就越盲膨响或制约微电子技术的发展。
同时，随着我国国民经济的持续稳定增长和生产技术的不断创新发展，生产工艺对生产环境的要求越来越高。
大规模和超大规模Ic生产中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。
2 环境因素对IC封装的影响在半导体IC生产中，封装形式由早期的金属封装或陶瓷封装逐渐向塑料封装方向发展。
塑料封装业随着IC业快速发展而同步发展。
据中国半导体信息网对我国国内28家重点IC制造业的IC总产量统计，2001年为44．12亿块，其中95％以上的IC产品都采用塑料封装形式。
众所周知，封装业属于整个IC生产中的后道生产过程，在该过程中，对于塑封IC、混合IC或单片IC，主要有晶圆减薄(磨片)、晶圆切割(划片)、上芯(粘片)、压焊(键合)、封装(包封)、前固化、电镀、打印、后固化、切筋、装管、封后测试等等工序。
各工序对不同的工艺环境都有不同的要求。
静电对电子元器件的危害及防护原理
静电对电子元器件的危害及防护原理电子元器件按其种类不同，受静电破坏的程度也不一样，最低的100V的静电压也会对其造成破坏。
近年来随着电子元器件发展趋于集成化，因此要求相应的静电电压也在不断减弱。
人体平常所感应的静电电压在2-4KV以上，通常是由于人体的轻微动作或与绝缘物的磨擦而引起的。
也就是说，倘若我们日常生活中所带的静电电位与IC接触，那么几乎所有的IC都将被破坏，这种危险存在于任何没有采取静电防护措施的工作环境中。
静电对IC的破坏不仅体现在电子元器件的制造工序当中，而且在IC的组装、远输等过程中都会对IC产生破坏。
要解决以上问题，可以采取以下各种静电防护措施：1、操作现场静电防护。
对静电敏感器件应在防静电的工作区域内操作；2、人体静电防护。
操作人员穿戴防静电工作服、手套、工鞋、工帽、手腕带；3、储存运输过程中静电防护。
静电敏感器件的储存和运输不能在有电荷的状态下进行。
要实现上述功能，基本做法是设法减少带电物的电压，达到设计要求的安全值以内。
即要求下式中的电荷（Q）与电阻（R）要小，表电容量（C）要大。
V=I.R Q=C.V式中V：电压，Q：电荷量I：电流C：静电容量R：电阻当然电阻值也不是越低越好，特别是在大面积场所的防静电区域内必须考虑漏电等安全措施之后再进行材料的选取。
6.静电的防护一.接地接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，对于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。
接地通过以下方法实施：①人体通过手腕带接地。
②人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。
③工作台面接地。
④测试仪器，工具夹，烙铁接地。
⑤防静电地板，地垫接地。
⑥防静电周转车，箱，架尽可能接地。
⑦防静电椅接地。
二.静电屏蔽静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。
集成电路器件的防潮贮存和防静电操作
集成电路器件的防潮贮存和防静电操作1 概述随着高密度、高度集成化的集成电路(IC)的应用愈来愈广泛,随之而来的是对它们贮存和接触操作的要求越来越高,这些集成电路易受潮湿和静电的危害,认识这些危害并正确的贮存和接触操作它们是很有必要的。
2 潮湿和静电对集成电路的危害2.1 受潮集成电路的失效原因和表现当集成电路朝着高度集成化和廉价化方向发展,塑料封装就成为了一项标准做法。
来自潮湿空气中的湿气通过扩散作用渗入到塑料封装材料内部,造成内部电路氧化腐蚀短路,导致器件失效。
在回流焊接(SMT)的高温(2200C)环境时,聚集在器件内部的潮气会迅速变成蒸汽,产生足够的汽压力,将导致器件内部封装裂纹甚至分层。
在严重的情况下,裂纹会延伸到器件表面。
内部压力引起器件鼓胀和发出“啪啪”的爆裂声。
这就是通常所说的“爆米花”现象。
在无铅回流焊接的高温(2300C) 环境下,这种情况更加严重。
而更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷会溶入到产品中去。
潮湿对器件的危害,已成为一项非常严峻的事情,随着潮湿敏感性元器件使用的增加,诸如薄的密间距元器件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array),该问题就越严重。
2.2 静电对集成电路的危害由静电放电引起集成电路的电击穿是静电危害的主要方式。
静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。
硬击穿使器件性能失效,软击穿是器件受到静电放电损伤后,性能没有明显的下降,但多次累加放电就会形成隐患或导致失效。
静电放电在集成电路生产和应用中的危害越来越严重,造成的经济损失触目惊心。
据有关资料统计,美国电子工业部门每年因静电造成的损失高达100亿美元,英国损失为35亿英镑以上。
集成电路技术朝着微细化、高集成化发展,使之对静电放电就越来越敏感。
因此静电放电对微电子器件的损伤,造成的影响绝不能低估。
3 如何识别集成电路的防潮、防静电要求对于有防潮、防静电要求的器件外包装都会有防潮、防静电标识,如图1、图2所示。
浅谈集成电路静电损害及防护措施
表１ 人体不 同动作及不同相对湿度下静 电放电电压
响 ，空 气 湿度 越高 ，静 电 电压越 低 。 （ ３ ）运动 状况 静 电 的产 生还 会 受 到物 体 的运 动速 率 与 接触 面 压 力的 影 响 ，物 体 的运 动 速 率越 高 ，接 触面 的 压 力越 大 ，物体 本 身 电荷 的极性 也 会 更快 发 生变 化 ，导 致静 电产生 的 几率 大
以有效降低静 电的产生几率； （ ２ ）对集成 电路工作区域 内的地面 、工作台面 、工 作 桌椅 等设 置 到 点橡胶 板 或抗 静 电剂 处理 过 的塑 料板 ，同 时要采取有效的接地措施 ，保证静 电荷在产生 以后能够及
时 释放 。
人 与工作 台碰 撞 、摩擦
拿起 塑料 袋 使 用橡 皮擦 印刷 电路板
集成 电路 ；静 电；损 害 ； 防护
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ７ ． ０ ８ １
１ 集成 电路静 电的产 生及 危害
静电是一种特殊的 电能 ，它存在于物体表面 ，是正负 电荷在局部失衡所产生的一种现象。
巾 国科 技信 息 ２ ０ ｉ ４ 年第 Ｏ ７ 期 ‘ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＡＮ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ＯＬ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ ＯＮ Ａｐ ｒ 。 ２ ｏ １ ４
芯片防静电
芯片防静电芯片是一种极其精密的电子元器件，也是现代电子产品中的重要组成部分。
由于芯片内部的电路结构非常小而复杂，在制造和使用过程中，芯片很容易受到静电的危害。
静电会对芯片造成损坏或影响其正常工作，因此防静电措施对芯片的制造、包装、运输、存储和使用过程都至关重要。
首先，在芯片的制造过程中，厂商需要在静电控制区域（ESD 区）内工作，使用静电控制工具和设备，穿着防静电服，以减少静电的产生和累积。
工人需要接受专门的静电防护培训，了解静电的产生原理和防护措施，学会正确使用工具和设备，避免与芯片接触时产生静电。
其次，芯片在制造过程中会被存储在静电防护包装中。
这些包装通常由特殊的静电导电材料制成，能够在芯片周围形成一个电场屏蔽，阻止静电的进一步积累和损害。
在存储和运输过程中，需要尽量避免包装破损，以免静电进入包装内部对芯片造成损坏。
再次，芯片在使用过程中，需要注意使用防静电设备。
例如，在处理芯片时，应该使用具有防静电功能的手套，避免用手直接接触芯片。
在连接芯片时，需要使用防静电工具，如静电接地手环和静电接地垫。
这些工具能够将人体积累的静电平衡，避免静电通过人体对芯片造成损害。
此外，在芯片的存储和使用过程中，还需要避免静电环境。
比如，应该在相对湿度适宜的环境下存储和使用芯片，以减少静电的产生和积累。
静电最容易在干燥环境中产生，所以保持适当的湿度有助于降低静电的危害。
最后，厂商还可以在芯片上涂覆一层防静电涂层。
这种涂层能够吸收和分散静电，减少静电积聚的可能性。
同时，防静电涂层还能提高芯片的抗电磁干扰能力，保证芯片的正常工作。
总的来说，芯片的防静电工作是一个非常重要的环节。
只有通过规范的操作和有效的防护措施，才能保证芯片的质量和可靠性。
厂商、工人和用户都需要认识到静电的危害，并采取相应的预防措施，以确保芯片在制造、存储和使用过程中不受到静电的影响。
只有这样，才能保证电子产品的正常工作和长期可靠性。
浅析集成电路的静电保护
• 197•随着科技的发展，人们对电子产品需求日渐增加，对集成电路的要求也随之增加，静电防护是集成电路设计、封装、运输和组装中十分重要的一部分工作。
本文从静电产生的原因、静电的危害以及静电放电模型出发进行分析，最后给出了在生产中静电防护的一些建议，供相关人员进行参考使用。
1 静电的产生原因自然界中的物质都是由分子和原子所构成，原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，其中原子核又有带正电荷的质子和不带电荷的中子所形成。
在正常条件下，原子所带的正电荷数量与负电荷数量相等，因此对外不显示带电性质。
最常见的静电产生方式有三种：第一，摩擦带电：当物体之间进行快速的摩擦或者相互碰撞时，不仅会在表面产生一定量的热能，而且两个接触面之间的距离也因此迅速减小；如果两者之间的距离小于物体分子力所作用的距离，并且摩擦或者碰撞所产生的能量大于一定的阈值，那么对电子束缚能力相对弱的物体将失去电子，而对电子束缚能力强的电子将得到电子。
第二，感应带电：当物体处于强电场空间时，物体表面两端的正负电荷因分布不均匀而带电。
第三，接触带电：当两个物体表面接触，并且存在电位差，在接触面就会发生电荷转移而带电。
2 静电危害静电放电是一种瞬时的放电现象，发生在两个带电物体接近时，静电电荷在其间转移，其典型持续时间约150ns ，其瞬间电流可能到达几十安培，而电压甚至可能为几十千伏特。
静电放电过程探究静电放电的原理，更好地对静电放电这一过程进行防护，对静电放电的放电源和放电形式进行归纳建模总结，常采用的有三种模型：（1)人体模型（Human Body Model, HBM)；（2）机器模型（Machine Model, MM)；（3）带电器件模型（Charged Device Model, CDM)。
3.1 人体模型HBM人体模型是半导体行业中最常用的放电模型，在各种复杂条件下人体均可以携带静电，然后通过在正常的处理或组装操作时将电荷转移到半导体器件，该模型旨在模拟当人体被充电（通过运动、步行等），然后通过触摸集成电路的引脚放电时所发生的情况。
集成电路的静电防护研究
集成电路的静电防护研究随着现代电子技术的飞速发展，半导体在集成电路中得到了广泛应用。
集成电路设备在生产和运输过程中，都会受到静电的影响。
本文对集成电路的静电防护措施进行探讨。
标签：集成电路；静电防护；研究措施0 引言在现代社会，随着微米等新技术的发展应用，集成电路的构造更加简便实用。
由于集成电路的简单化设计，因而内部内绝缘层变得很薄，对静电的抵抗能力也就相对变弱[1]。
集成电路在生产到运输过程，都会不同程度的受到静电影响。
1 集成电路产生的静电1.1 静电产生原因静电，指停留在物体表面由于正负电荷失去平衡产生的电能。
摩擦起电，也是产生静电的直接原因[2]。
摩擦起电，主要是因为两种物质的接触表面在摩擦时，由于停留在自身的电荷不同而产生的排斥现象。
在这个电荷转化过程中，物质内部的机械能转化为内能，在转化过程中，物质的原子结构由于物质表面的能量进入原子结构，原子结构增加能量，使得电子脱离原子核，自动外放的物理反应，在这种物力反应中，产生的电子所带的是正电荷；而另一物质的表面在进行相似的物理反应时，外放的电子所带的是负电荷。
因此，当两个物质摩擦时，由于正负电荷的反应，就会造成因摩擦产生静电。
另外感应带电也是物体产生静电的原因。
感应带电，指由于外电场的作用，电场力过大会产生电子脱离原子核，从而产生的静电现象。
1.2 影响静电的因素静电产生的因素有很多，主要包括物理环境、物体材质和运动状况三种。
物理环境对产生静电的影响，是指由于物体的因为环境改变，静电量的数量随着物质内部温度升高而增加，相反静电量的数量随着物质内部温度的降低而减少。
在这种物理环境中，集成电路产生的静电和内部的物理环境温度有关[3]。
应注意做好物力环境对集成电路产生的静电作用。
物体材质对静电产生的影响，是指物体材质的不同，也会影响自身受到外力作用下，产生的静电量，如果物体材质导向性能良好，就比较容易产生电荷，在与其他物体摩擦时或者外力的作用下，很容易在物體表面产生静电量；相反，如果物体材质属于绝缘性能良好的材质，那么在外力作用下或者与其他物体摩擦时，产生的静电量也会由物体材质自动引导出去，产生的静电量很少或者根本没有。
集成电路的隐形杀手是
集成电路的隐形杀手是
集成电路的隐形杀手是静电
集成电路的隐形杀手是静电，静电的产生很快，就在一瞬间，可以爆发出很大的热量，会融化半导体芯片的内部电路或将绝缘层打穿，对集成电路造成毁灭性伤害。
我们知道IC生产工艺要求的是洁净车间或超净车间。
但国内很
少有厂家能做到无尘室里一粒parTIcle都没有，现在要求灰尘颗粒粒径由原来的0.3μm降低到现在的0.1μm，但如果吸附的灰尘粒子的粒径大于线条宽度时，很容易使产品报废。
有时候客户会问，我们生产晶片的整道工序静电防护做的很好，该接地的都接了，要用的防静电设备也用了，而且净化等级做的也很高，为什么放置一段时间后还会吸灰呢？那是因为生产加工晶片的机台或工作车间都装有FFU高效过滤器，当气流与产品进行摩擦后就会产生静电，静电累积到一定量的时候就会吸附灰尘。
所以我们建议在高效过滤器下端装不带气源的静电消除器来保证整个空间的动态平衡。
静电放电是电荷积累的过程，当电荷积累到一定的程度，有个导体接近它就会产生静电放电。
举个很简单的例子，在干燥的冬季，人走动、摩擦后很容易积聚静电，当我们碰到金属把手或开汽车门的时候会有触电的感觉，这就是静电放电，一般人体带有3000-5000V的
静电时就会有明显放电的感觉。
半导体元器件也是同样的道理，如果带有一定静电量的半导体器件单独放置或装入电路模块时，它马上就会被击穿。
器件受到静电放电的影响后，有可能不会立即出现功能性的损坏，但会影响元器件的可靠性。
静电对集成电路的危害及其防护方法
静电对集成电路的危害及其防护方法
周涛
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】随着科学技术的发展,集成电路元件已被广泛用于电子、电器行业。
静电对集成电路元件的危害已成为一个重要问题呈现在我们的面前,需要我们去认识和解决。
一、常见的三种静电方式1.接触起电亦称摩擦起电,当两种物体相接触又分离或彼此间摩擦时便会在接触面上产生电子转移。
一些电子从疏电子类的物质向亲电子类的绝缘物质转移。
【总页数】1页(P68)
【作者】周涛
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN43
【相关文献】
1.本体法聚丙烯装置的静电危害及其防护方法介绍 [J], 谭东伟;高岱巍
2.静电对集成电路的危害及其防护方法 [J], 周涛
3.静电对于半导体电子元件的危害及防护方法 [J], 李广根
4.混合集成电路静电放电薄弱环节识别及静电防护研究 [J], 童洋;李佳;范慧文
5.静电的危害及电子行业中的静电防护 [J], 高玉荣;管志刚
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环境与静电对集成电路封装过程的影响上网时间 : 2003年09月24日摘要：本文主要叙述了半导体集成电路在封装过程中，环境因素和静电因素对IC封装方面的影响，同时对封装工艺中提高封装成品率也作了一点探讨。
关键词：环境因素；静电防护；封装中图分类号：TN305．94 文献标识码：A1引言现代发达国家经济发展的重要支柱之一--集成电路(以下称IC)产业发展十分迅速。
自从1958年世界上第一块IC问世以来，特别是近20年来，几乎每隔2-3年就有一代产品问世，至目前，产品以由初期的小规模IC发展到当今的超大规模IC。
IC设计、IC制造、IC封装和IC测试已成为微电子产业中相互独立又互相关联的四大产业。
微电子已成为当今世界各项尖端技术和新兴产业发展的前导和基础。
有了微电子技术的超前发展，便能够更有效地推动其它前沿技术的进步。
随着IC的集成度和复杂性越来越高，污染控制、环境保护和静电防护技术就越盲膨响或制约微电子技术的发展。
同时，随着我国国民经济的持续稳定增长和生产技术的不断创新发展，生产工艺对生产环境的要求越来越高。
大规模和超大规模Ic生产中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。
2 环境因素对IC封装的影响在半导体IC生产中，封装形式由早期的金属封装或陶瓷封装逐渐向塑料封装方向发展。
塑料封装业随着IC业快速发展而同步发展。
据中国半导体信息网对我国国内28家重点IC制造业的IC总产量统计，2001年为44．12亿块，其中95％以上的IC产品都采用塑料封装形式。
众所周知，封装业属于整个IC生产中的后道生产过程，在该过程中，对于塑封IC、混合IC或单片IC，主要有晶圆减薄(磨片)、晶圆切割(划片)、上芯(粘片)、压焊(键合)、封装(包封)、前固化、电镀、打印、后固化、切筋、装管、封后测试等等工序。
各工序对不同的工艺环境都有不同的要求。
工艺环境因素主要包括空气洁净度、高纯水、压缩空气、C02气、N：气、温度、湿度等等。
对于减薄、划片、上芯、前固化、压焊、包封等工序原则上要求必须在超净厂房内设立，因在以上各工序中，IC内核--芯粒始终裸露在外，直到包封工序后，芯粒才被环氧树脂包裹起来。
这样，包封以后不仅能对IC芯粒起着机械保护和引线向外电学连接的功能，而且对整个芯片的各种参数、性能及质量都起着根本的保持作用。
在以上各工序中，哪个环节或因素不合要求都将造成芯粒的报废，所以说，净化区内工序对环境诸因素要求比较严格和苛刻。
超净厂房的设计施工要严格按照国家标准GB50073-2001《洁净厂房设计规范》的内容进行。
2．1 空调系统中洁净度的影响对于净化空调系统来讲，空气调节区域的洁净度是最重要的技术参数之一。
洁净厂房的洁净级别常以单位体积的空气中最大允许的颗粒数即粒子计数浓度来衡量。
为了和国际标准尽快接轨，我国在根据IS014644-1的基础上制定了新的国家标准GB50073-2001《洁净厂房设计规范》，其中把洁净室的洁净度划分了9个级别，具体见表1所示。
结合不同封装企业的净化区域面积的大小不一，再加之由于尘粒在各工序分布的不均匀性和随机性，如何针对不同情况来确定合适恰当的采集测试点和频次，使洁净区域内洁净度控制工作既有可行性，又具有经济性，进而避免偶然性，各封装企业可依据国家行业标准JGJ71-91《洁净室施工及验收规范》中的规定灵活掌握。
具体可参照表2进行。
由于微电子产品生产中，对环境中的尘粒含量和洁净度有严格的要求，目前，大规模IC生产要求控制0．1μm的尘粒达到1级甚至更严。
所以对IC封装来说，净化区内的各工序的洁净度至少必须达到1级。
2．2超纯水的影响IC的生产，包括IC封装，大多数工序都需要超纯水进行清洗，晶圆及工件与水直接接触，在封装过程中的减薄工序和划片工序，更是离不开超纯水，一方面晶圆在减薄和划片过程中的硅粉杂质得到洗净，而另一方面纯水中的微量杂质又可能使芯粒再污染，这毫无疑问将对封装后的IC质量有着极大的影响。
随着IC集成度的进一步提高，对水中污染物的要求也将更加严格。
据美国提出的水质指标说明，集成度每提高一代，杂质都要减少1／2~1／10。
表3所示为最新规定的对超纯水随半导体IC进展的不同要求。
从表3可以看到，随着半导体IC设计规则从1．5~0．25μm的变化，相应地超纯水的水质除电阻率已接近理论极限值外，其TOC(总有机碳)、DO(溶解氧)、Si02、微粒和离子性杂质均减少2-4个数量级。
在当前的水处理中，各项杂质处理的难易程度依次是TOC、SiO2、DO、电阻率，其中电阻率达到18MΩ·cm(25℃)是当前比较容易达到的。
由于TOC含量高会使栅氧化膜尤其是薄栅氧化膜中缺陷密度增大，所以栅愈薄要求TOC愈低，况且现在IC技术的发展趋势中，芯片上栅膜越来越薄，故降低TOC是当前和今后的最大难点，因而已成为当今超纯水水质的象征和重心。
据有关资料介绍，在美国芯片厂中，50％以上的成品率损失起因于化学杂质和微粒污染；在日本工厂中由于微粒污染引起器件电气特性的不良比例，已由2μm的70％上升到0．8μm超大规模IC的90％以上，可见IC线条宽度越细，其危害越突出。
相应的在IC封装过程中超纯水的重要性就显而易见了。
在半导体制造工艺中，大约有80％以上的工艺直接或间接与超纯水，并且大约有一半以上工序，硅片与水接触后，紧接着就进人高温过程，若此时水中含有杂质就会进入硅片而导致IC器件性能下降、成品率降低。
确切一点说，向生产线提供稳定优质的超纯水将涉及到企业的成本问题。
2．3纯气的影响在IC的加工与制造封装中，高纯的气体可作为保护气、置换气、运载气、反应气等，为保证芯片加工与封装的成品率和可靠性，其中一个重要的环节，就是严格控制加工过程中所用气体的纯度。
所谓"高纯"或"超纯"也不是无休止的要求纯而又纯，而是指把危害IC性能、成品率和可靠性的有害杂质及尘粒必须减少到一定值以下。
表4列出了半导体大规模IC加工与制造中用的几种常用气体的纯度。
例如在IC封装过程中，把待减薄的晶圆，划后待粘片的晶圆，粘片固化后待压焊的引线框架(LF)与芯粒放在高纯的氮气储藏柜中可有效地防止污染和氧化；把高纯的C02气体混合人高纯水中，可产生一定量的H+，这样的混合水具有一定的消除静电吸附作用，代划片工序使用可有效地去除划痕内和芯粒表面的硅粉杂质，以此来减少封装过程中的芯粒浪费。
2．4 温、湿度的影响温、湿度在IC的生产中扮演着相当重要的角色，几乎每个工序都与它们有密不可分的关系。
GB50073-2001《洁净厂房设计规范》中明确强调了对洁净室温、湿度的要求要按生产工艺要求来确定，并按冬、夏季分别规定。
见表5。
根据国家要求标准，也结合我厂IC塑封生产线的实际情况，特对相关工序确定了温、湿度控制的范围，运行数年来效果不错。
控制情况见表6。
但是，由于空调系统发生故障，在2001年12月18日9：30~9：40期间，粘片工序工作区域发生了一起湿度严重超标事故。
当时相对湿度高达86．7％RH，而在正常情况下相对湿度为45~55％RH。
当时湿度异常时粘片现场状况描述如下：所有现场桌椅板凳、玻璃、设备、晶圆、芯片以及人身上的防静电服表面都有严重的水汽，玻璃上的水汽致使室内人看不清过道，用手触摸桌椅设备表面，都有很明显的手指水迹印痕。
更为严重的是在粘片工序现场存放的芯片有许多，其中SOPl6L产品7088就在其列，对其成品率的影响见表7所示。
所有这些产品中还包括其它系列产品，都象经过了一次"蒸汽浴"一样。
从下表可看出或说明以下问题：针对这批7088成品率由稳到不稳，再到严重下降这一现象，我们对粘片、压焊、塑封等工序在此批次产品加工期间的各种工艺参数，原材料等使用情况进行了详细汇总，没有发现异常情况，排除了工艺等方面的原因。
事后进一步对废品率极高的18#、21#、25#、340、55#卡中不合格晶进行了超声波扫描，发现均有不同程度的离层，经解剖发现：从离层处发生裂痕、金丝断裂、部分芯片出现裂纹。
最后得出结论如下：(1)造成成品率下降的原因主要是封装离层处产生裂痕，导致芯片裂纹或金丝断裂。
(2)产生离层的原因是由于芯片表面水汽包封在塑封体内产生。
由此可见，温、湿度对IC封装生产中的重大影响！2．5其它因素的影响诸如压差因素、微振因素、噪声因素等对IC封装加工中都有一定的影响。
鉴于篇幅所限，这里就不再逐一赘述。
3静电因素对IC封装的影响首先，静电产生的原因是随处可见的。
在科技飞速发展和工业生产高度自动化的今天，静电在工业生产中的危害已是显而易见的，它可以造成各种障碍，限制自动化水平的提高和影响产品质量。
这里结合我厂在集成电路封装、生产过程的实际情况来说明之所以有静电的产生，主要有以下几个方面的原因。
3．1 生产车间建筑装修材料多采用高阻材料IC生产工艺要求使用洁净车间或超净车间。
要求除尘微粒粒径从以往的0．3μm变到0．1μm拟下，尘粒密度约为353个／m3。
为此，除了安装各吸尘设备之外，还要采用无机和有机不发尘材料，以防起尘。
但对于建材的电性能没有作为一项指标考虑进去。
工业企业洁净厂房设计规范中也未作规定。
IC工厂的洁净厂房主要采用的室内装修材料有：聚氨酯弹性地面、尼纶、硬塑料、聚乙烯、塑料壁纸、树脂、木材、白瓷板、瓷漆、石膏等等。
上述材料中，大部分是高分子化合物或绝缘体。
例如，有机玻璃体电阻率为1012~1014Ω·cm，聚乙烯体电阻率为1013~1015n·cm，因而导电性能比较差，某种原因产生静电不容易通过它们向大地泄漏，从而造成静电的积聚。
3．2人体静电洁净厂房操作人员的不同动作和来回走动，鞋底和地面不断的紧密接触和分离，人体各部分也有活动和磨擦，不论是快走、慢走，小跑都会产生静电，即所谓步行带电；人体活动后起立，人体穿的工作服与椅子面接触后又分离也会产生静电。
人体的静电电压如果消不掉，而去接触IC芯片，就可能在不知不觉中造成IC的击穿。
3．3 空气调节和空气净化引起的静电由于IC生产要求在45-55％RH的条件下进行，所以要实行空气调节，同时要进行空气净化。
降湿的空气要经过初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和风管送人洁净室。
一般总风管风速为8~10m／s，风管内壁涂油漆，当干燥的空气和风管，干燥的空气和过滤器作相对运动时，都会产生静电。
应该引起注意的是静电与湿度有着较敏感的关系。
另外，运送半成品和IC成品在包装运输过程中都会产生静电，这都是静电起电的因素之一。
其次，静电对IC的危害是相当大的。
一般来说，静电具有高电位、强电场的特点，在静电起电-放电过程中，有时会形成瞬态大电流放电和电磁脉冲(EMP)，产生频谱很宽的电磁辐射场。