Yarı iletken fabrikalarındaki ESD sorunları neden her zaman "masa" ile başlıyor?
Yarı iletken fabrikalarının güvenlik yönetimi sisteminde ESD (elektrostatik deşarj) görünmez gibi görünebilir ancak sık görülen, kolayca gözden kaçan ve son derece maliyetli bir gizli tehlikedir. Daha da önemlisi, ESD arızalarının büyük çoğunluğu doğrudan "anti-kauçuk paspas/masa minderi" ile ilgilidir. Evet, makine değil, personel değil, süreç değil… ama her gün dokunduğunuz yüzeydeki malzeme.
I. ESD anormallikleri neden her zaman "sıra altlığı" ile başlıyor?
Şu senaryoları görmüş olabilirsiniz: Bileklik düzgün çalışıyor ancak elektrostatik alarm hala çalıyor; topraklama normaldir ancak test cihazı ara sıra bozulur; personel kurallara uygun olarak çalışıyor ancak verim düşüyor; ekipman hareket ettirilmedi ancak elektrostatik sensör kırmızı renkte yanıp sönüyor. Birçok güvenlik görevlisinin ilk tepkisi ekipmanı, topraklama kablosunu ve personelin çalışmasını kontrol etmektir. Ancak asıl temel neden genellikle şunlardır: anti-statik kauçuk matın eskimesi, parametre kayması, yüzey kirlenmesi veya kontrolsüz dirence yol açan kimyasalların neden olduğu korozyon. Bunun nedeni, anti-statik matın tüm operasyon zinciri boyunca son derece yüksek temas frekansına sahip bir malzeme olmasıdır.
Aşağıdaki amaçlara hizmet eder:
1. Takım yerleşimi
2. Gofret partilerinin geçici olarak yerleştirilmesi
3. Ürün temasına karşı koruma
4. Test ekipmanının alt yüzeyindeki sürtünme
5. Statik elektrik deşarj kontakları
Sahne minderi arızalanırsa diğer tüm ESD kontrol önlemleri başarısız olur. Temeli çatlamış bir otoyol gibi; en iyi araba bile istikrarlı bir şekilde gidemeyecektir.
II. Anti-statik paspaslar neden "potansiyel arızaya" yatkındır?
"Potansiyel arıza" yarı iletken endüstrisindeki güvenlik görevlileri için en sıkıntılı durumdur. Anti-statik paspaslar, üç nedenden ötürü kesinlikle potansiyel arızaya en yatkın malzemelerden biridir:
1. Kimyasal korozyon, dirençte ani değişikliklere neden olur. Yarı iletken endüstrisi çok sayıda kimyasal madde kullanır: geliştiriciler, temizlik maddeleri, IPA, gravür çözümleri vb. Bu kimyasallar anti-statik sahne matının yüzeyine düştüğünde:
① Sahne matı yüzeyindeki ince ESD katmanına zarar verin
② Yalıtkan bir kirlenme filmi oluşturun
③ Malzemenin eskimesini ve bozulmasını hızlandırın
Sonuç şu: Sahne minderi iyi görünüyor ancak parametreler tamamen sapmış durumda.
2. Yüzey Temizleyici Kalıntısı Dağılım Performansını Etkiler
Birçok çalışma ekibi, "görsel olarak temiz" bir görünüm sağlamak için güçlü yağ gidericileri veya silikon{0}}içeren temizleyicileri gereğinden fazla kullanır. Bu kalıntılar şunlara yol açabilir:
① Uzatılmış statik bozulma süresi
② Düzensiz şarj birikimi
③ "Anlık deşarj noktalarının" oluşturulması
Bu tür arızalar çok sinsidir ancak hassas bileşenlere zarar verme olasılığı son derece yüksektir.
3. Yaşlanma Hacim Direncinin 10⁸Ω'dan 10¹²Ω'a Yükselmesine Neden Olur
Antistatik kauçuk paspaslar polimer malzemelerdir. Uzun süreli maruz kalma:
① Sıcaklık değişiklikleri
② Ultraviyole radyasyon
③ Sürtünme
④ Korozyon
Bütün bunlar direnç değerinin artmasına neden olacaktır. Tipik bir örnek: "Paspas kullanışlı görünüyor, ancak direnç ulusal standart aralığının çok ötesinde."
III. Antistatik paspaslara yönelik çeşitli standartların özel gereklilikleri nelerdir?
Güvenlik görevlileri en sık şu standartlarla karşılaşır: *SJ/T 10694-Elektronik Ürün Üretimi ve Uygulama Sistemleri için 2022 Elektrostatik Deşarj Koruması Test Yöntemleri*, *ANSI ESD S20.20-2021 Elektrostatik Deşarj Koruması için ESD Kontrol Sistemi* ve *IEC 51345-5-1-2024 Elektronik Cihazlar için Elektrostatik Deşarj Koruması - Genel Gereksinimler*. Buna ek olarak, ülkemin, Çin askeri standartları ve Mühimmat Endüstrisi Bakanlığı'nın endüstri standartları gibi, gizlilik gereklilikleri nedeniyle detaylandırılmayacak çeşitli ulusal ve endüstri standartları vardır. Antistatik masa paspaslarının/kauçuk malzemelerin aşağıdakiler için test edilmesi gerektiğini şart koşan farklı standartların gereklilikleri özetlenmiştir:
① Noktadan-noktaya-direnç
② Toprak direncine-işaret edin-
Bir masa altlığının nitelikli olup olmadığına karar vermenin temeli budur.
Ayrıca, elektrostatik boşalma enerjisinin hesaplanmasında önemli parametreler olduğundan, elektrostatik boşalma bozulma süresi ve triboelektrik voltaj parametrelerinin birleştirilmesi önerilir.
Aynı zamanda açıkça şunu belirtmektedir:
① Anti-statik matın direnci 1*10⁹ Ω dahilinde tutulmalıdır;
② Ani deşarjı ve kıvılcım deşarjını önleyin;
③ Şarj birikimini önleyin.
Bu gereklilikler, yarı iletken üreticilerinin en çok korktuğu risk olan "kontrolsüz deşarjı" önlemek içindir.