เหตุใดปัญหา ESD ในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์จึงมักเริ่มต้นด้วย "แผ่นรองโต๊ะ" เสมอ
ในระบบการจัดการความปลอดภัยของโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ ESD (การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต) อาจดูเหมือนมองไม่เห็น แต่เป็นอันตรายที่ซ่อนเร้นอยู่บ่อยครั้ง มองข้ามได้ง่าย และมีค่าใช้จ่ายสูงอย่างยิ่ง ที่สำคัญกว่านั้น ความล้มเหลวของ ESD ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ "แผ่นรองยางป้องกันไฟฟ้าสถิต/แผ่นรองโต๊ะ" ใช่ ไม่ใช่เครื่องจักร ไม่ใช่บุคลากร ไม่ใช่กระบวนการ... แต่เป็นวัสดุบนพื้นผิวที่คุณสัมผัสทุกวัน
I. เหตุใดความผิดปกติของ ESD จึงเริ่มต้นด้วย "แผ่นรองโต๊ะ" เสมอ
คุณอาจเคยเห็นสถานการณ์เหล่านี้: สายรัดข้อมือทำงานตามปกติ แต่สัญญาณเตือนไฟฟ้าสถิตยังคงส่งเสียงอยู่ การต่อสายดินเป็นเรื่องปกติ แต่ผู้ทดสอบก็พังเป็นครั้งคราว บุคลากรปฏิบัติงานตามระเบียบแต่ผลผลิตลดลง ยังไม่ได้เคลื่อนย้ายอุปกรณ์ แต่เซ็นเซอร์ไฟฟ้าสถิตยังกะพริบเป็นสีแดง ปฏิกิริยาเบื้องต้นของเจ้าหน้าที่ความปลอดภัยหลายคนคือการตรวจสอบอุปกรณ์ สายดิน และการทำงานของบุคลากร แต่สาเหตุที่แท้จริงมักเกิดจากความชราของแผ่นยางป้องกันไฟฟ้าสถิต- การเคลื่อนตัวของพารามิเตอร์ การปนเปื้อนบนพื้นผิว หรือการกัดกร่อนจากสารเคมีที่นำไปสู่ความต้านทานที่ไม่สามารถควบคุมได้ เนื่องจากแผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิต-เป็นวัสดุที่มีความถี่การสัมผัสสูงมากตลอดทั้งห่วงโซ่การทำงาน
มีจุดประสงค์ดังต่อไปนี้:
1. ตำแหน่งเครื่องมือ
2. การวางเวเฟอร์เป็นชุดชั่วคราว
3.ป้องกันการสัมผัสกับผลิตภัณฑ์
4. แรงเสียดทานที่พื้นผิวด้านล่างของอุปกรณ์ทดสอบ
5. หน้าสัมผัสการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต
หากแผ่นรองเวทีทำงานผิดปกติ มาตรการควบคุม ESD อื่นๆ ทั้งหมดจะล้มเหลว เป็นเหมือนทางหลวงที่มีรากฐานที่ร้าว แม้แต่รถที่ดีที่สุดก็ยังไม่สามารถขับได้อย่างมั่นคง
ครั้งที่สอง เหตุใดแผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิต-จึงมีแนวโน้มที่จะ "เกิดความล้มเหลว"
"ความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น" เป็นสถานการณ์ที่ลำบากที่สุดสำหรับเจ้าหน้าที่ความปลอดภัยในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เสื่อป้องกันไฟฟ้าสถิตย์-เป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายได้ง่ายที่สุด ด้วยเหตุผลสามประการ:
1. การกัดกร่อนของสารเคมีทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานกะทันหัน อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ใช้สารเคมีจำนวนมาก: นักพัฒนา สารทำความสะอาด IPA สารละลายกัดกรด ฯลฯ เมื่อสารเคมีเหล่านี้ตกลงบนพื้นผิวของแผ่นรองเวทีป้องกันไฟฟ้าสถิต- พวกเขาจะ:
1. สร้างความเสียหายให้กับชั้น ESD บาง ๆ บนพื้นผิวแผ่นรองเวที
2) สร้างฟิล์มปนเปื้อนที่เป็นฉนวน
3 เร่งอายุและการย่อยสลายของวัสดุ
ผลลัพธ์ที่ได้คือ แผ่นรองเวทีดูดี แต่พารามิเตอร์เบี่ยงเบนไปโดยสิ้นเชิง
2. สารตกค้างจากน้ำยาทำความสะอาดพื้นผิวส่งผลต่อประสิทธิภาพการกระจายตัว
ทีมงานจำนวนมากใช้สารขจัดไขมันเข้มข้นหรือซิลิโคน-ที่มีสารทำความสะอาดมากเกินไปเพื่อรักษารูปลักษณ์ที่ "สะอาดตา" สารตกค้างเหล่านี้สามารถนำไปสู่:
1 ระยะเวลาการสลายตัวของไฟฟ้าสถิตเป็นเวลานาน
② การสะสมประจุที่ไม่สม่ำเสมอ
3. การสร้าง "จุดจำหน่ายทันที"
ความล้มเหลวประเภทนี้ร้ายแรงมากแต่มีแนวโน้มอย่างมากที่จะสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบที่มีความละเอียดอ่อน
3. การเสื่อมสภาพทำให้ความต้านทานของปริมาตรเพิ่มสูงขึ้นจาก 10⁸Ω ถึง 10¹²Ω
แผ่นยางป้องกันไฟฟ้าสถิตย์เป็นวัสดุโพลีเมอร์ การสัมผัสกับ:
1 การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
② รังสีอัลตราไวโอเลต
๓ แรงเสียดทาน
④ การกัดกร่อน
ทั้งหมดนี้จะทำให้ค่าแนวต้านเพิ่มขึ้น ตัวอย่างทั่วไปคือ: "เสื่อดูใช้งานได้ แต่ความทนทานนั้นเกินระดับมาตรฐานแห่งชาติมาก"
ที่สาม ข้อกำหนดเฉพาะของมาตรฐานต่างๆ สำหรับเสื่อป้องกันไฟฟ้าสถิตมีอะไรบ้าง
เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยมักพบกับมาตรฐานต่างๆ บ่อยครั้ง รวมถึง: *SJ/T 10694-2022 Electrostatic Discharge Protection Test Methods for Electronic Product Manufacturing and Application Systems*, *ANSI ESD S20.20-2021 ESD Control System for Electrostatic Discharge Protection* และ *IEC 51345-5-1-2024 Electrostatic Discharge Protection for Electronic Devices Electronic - General Requirement* นอกจากนี้ ประเทศของฉันยังมีมาตรฐานระดับชาติและอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น มาตรฐานทางการทหารของจีนและมาตรฐานอุตสาหกรรมจากกระทรวงอุตสาหกรรมสรรพาวุธ ซึ่งจะไม่มีการอธิบายอย่างละเอียดเนื่องจากข้อกำหนดการรักษาข้อมูลที่เป็นความลับ ข้อกำหนดของมาตรฐานที่แตกต่างกันได้รับการสรุปโดยกำหนดว่าต้องมีการทดสอบเสื่อโต๊ะ/วัสดุยางป้องกันไฟฟ้าสถิตสำหรับ:
① ชี้-ถึง-แนวต้านจุด
2 ชี้-ไปที่-แนวต้านกราวด์
นี่เป็นพื้นฐานในการตัดสินว่าแผ่นรองโต๊ะมีคุณสมบัติหรือไม่
นอกจากนี้ ขอแนะนำให้รวมเวลาการสลายตัวของการคายประจุไฟฟ้าสถิตและพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าไทรโบอิเล็กทริก เนื่องจากเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการคำนวณพลังงานการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต
ยังได้กำหนดไว้ชัดเจนด้วยว่า
① ความต้านทานของแผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิต-ต้องอยู่ภายใน 1*10⁹ Ω;
2 ป้องกันการคายประจุและประกายไฟอย่างกะทันหัน
3. ป้องกันการสะสมของประจุ
ข้อกำหนดเหล่านี้มีไว้เพื่อหลีกเลี่ยง "การคายประจุที่ไม่สามารถควบคุมได้" ซึ่งเป็นความเสี่ยงที่ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์กลัวที่สุด