集成电路的“隐形杀手”是(静电)。

发布时间:2021年06月16日 阅读:242 次

题目:集成电路的“隐形杀手”是(静电)。


题目解析:


集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多应用的是基于硅的集成电路。


是20世纪50年代后期到60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。


生活中的静电主要是两种不同物质经过接触、摩擦、分离之后,从原本的电中性,变为带电体,一种物质带有正电荷,另外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,电荷难以被释放掉,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,就是我们看到的闪光和听到的“噼啪”响声。


人走过化纤的地毯可能产生静电大约有35 000伏电压,翻阅塑料说明时大约为7000伏电压,人在静电放电时会感到皮肤酸麻疼痛,对于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,通常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,即使被静电作用一次,就可能使整块集成电路永久报废。


为解决这个问题,在集成电路器件的制造、测试、搬运、组装、生产阶段以及使用阶段,人们都会采用多种方式严格地保护电子元件。例如要求所有进入静电保护区域的工作人员必须接地,防止电荷累积;在制造车间,操作人员穿着防静电服装、防静电鞋袜,佩戴接地的防静电腕带;工作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,最有效的方法是使用离子发生器——它可以在工作区域吹出离子化空气流,中和累积在绝缘材料上的电荷;在装配期间,电路板包装也采用专门的屏蔽袋。例如我们见到的一些电子元件外面包有一层灰色的半透明塑料包装,这层塑料中加入了导电材料,它可以有效屏蔽电流,保护电子元件不受影响。不仅如此,设计人员还将静电保护电路制造在集成电路芯片中,提供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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