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日常生活中时常见到的它却是集成电路的“隐形杀手”_静电_电荷

神尊大人 2024-11-30 15:54:43 0

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冬天的空气寒冷而干燥,同时带来了一位调皮的朋友——静电。
晚上脱掉衣服睡觉时,常常可以听到“噼啪”的声响,还会涌现闪光。
想和朋友握手时,手指尖一碰到对方,就会“放电”,拉门把手,开水龙头时都会“触电”,这些都是静电的浸染。

生活中的静电紧张是两种不同物质经由打仗、摩擦、分离之后,从原来的电中性,变为带电体,一种物质带有正电荷,其余一种就会带有同样大小的负电荷,由于干燥的空气导电性很弱,电荷难以被开释掉,当带电的人试图去触摸导体时,导体表面的电荷重新分布,在导体表面和手指尖就产生了强大的电场,人体的电荷在一瞬间通过指尖和空气流入导体,空气被击穿产生了一个电火花和激波,便是我们看到的闪光和听到的“噼啪”响声。

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我们可能体会不到,人走过化纤的地毯可能产生静电大约有35 000伏电压,翻阅塑料解释书时大约为7000伏电压,人在静电放电时会感到皮肤酸麻疼痛,对付集成电路中的电子元器件来说,这么高的电压就可能造成致命的危害。
静电放电过程以极高的强度迅速地发生,常日会产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路或者将绝缘层击穿,纵然被静电浸染一次,就可能使整块集成电路永久报废。
任何一家制造商都面临着静电带来的威胁。
环球电子制造工业中,每年由于静电放电而造成的丢失高达数十亿美元。
可以说,静电是集成电路的“隐形杀手”。

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(图片来自网络侵删)

为办理这个问题,在集成电路器件的制造、测试、搬运、组装、生产阶段以及利用阶段,人们都会采取多种办法严格地保护电子元件。
例如哀求所有进入静电保护区域的事情职员必须接地,防止电荷累积;在制造车间,操作职员穿着防静电服装、防静电鞋袜,佩戴接地的防静电腕带;事情场所的地面是导电的,或者铺设导电垫;保持环境空气湿度。
此外,为了中和产生的静电电荷,最有效的方法是利用离子发生器——它可以在事情区域吹出离子化空气流,中和累积在绝缘材料上的电荷;在装置期间,电路板包装也采取专门的屏蔽袋。
例如我们见到的一些电子元件表面包有一层灰色的半透明塑料包装,这层塑估中加入了导电材料,它可以有效屏蔽电流,保护电子元件不受影响。
不仅如此,设计职员还将静电保护电路制造在集成电路芯片中,供应静电电流的放电路径,从而避免静电将内部电路击穿。

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