1998年8月24日,英一教授將芯片植入自己手臂內(nèi)獲得成功。說起芯片,大家都知道,芯片里含有集成電路,那么,集成電路害怕什么呢?
冬天的空氣寒冷而干燥,同時(shí)帶來了一位調(diào)皮的朋友——靜電。晚上脫掉衣服睡覺時(shí),經(jīng)常可以聽到“噼啪”的聲響,還會(huì)出現(xiàn)閃光。想和朋友握手時(shí),手指尖一碰到對(duì)方,就會(huì)“放電”,拉門把手,開水龍頭時(shí)都會(huì)“觸電”,這些都是靜電的作用。
生活中的靜電主要是兩種不同物質(zhì)經(jīng)過接觸、摩擦、分離之后,從原本的電中性,變?yōu)閹щ婓w,一種物質(zhì)帶有正電荷,另外一種就會(huì)帶有同樣大小的負(fù)電荷,由于干燥的空氣導(dǎo)電性很弱,電荷難以被釋放掉,當(dāng)帶電的人試圖去觸摸導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體表面的電荷重新分布,在導(dǎo)體表面和手指尖就產(chǎn)生了強(qiáng)大的電場(chǎng),人體的電荷在一瞬間通過指尖和空氣流入導(dǎo)體,空氣被擊穿產(chǎn)生了一個(gè)電火花和激波,就是我們看到的閃光和聽到的“噼啪”響聲。
我們可能體會(huì)不到,人走過化纖的地毯可能產(chǎn)生靜電大約有35?000伏電壓,翻閱塑料說明書時(shí)大約為7000伏電壓,人在靜電放電時(shí)會(huì)感到皮膚酸麻疼痛,對(duì)于集成電路中的電子元器件來說,這么高的電壓就可能造成致命的危害。靜電放電過程以極高的強(qiáng)度迅速地發(fā)生,通常會(huì)產(chǎn)生足夠的熱量熔化半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部電路或者將絕緣層擊穿,即使被靜電作用一次,就可能使整塊集成電路永久報(bào)廢。任何一家制造商都面臨著靜電帶來的威脅。全球電子制造工業(yè)中,每年因?yàn)殪o電放電而造成的損失高達(dá)數(shù)十億美元??梢哉f,靜電是集成電路的“隱形殺手”。
為解決這個(gè)問題,在集成電路器件的制造、測(cè)試、搬運(yùn)、組裝、生產(chǎn)階段以及使用階段,人們都會(huì)采用多種方式嚴(yán)格地保護(hù)電子元件。例如要求所有進(jìn)入靜電保護(hù)區(qū)域的工作人員必須接地,防止電荷累積;在制造車間,操作人員穿著防靜電服裝、防靜電鞋襪,佩戴接地的防靜電腕帶;工作場(chǎng)所的地面是導(dǎo)電的,或者鋪設(shè)導(dǎo)電墊;保持環(huán)境空氣濕度。此外,為了中和產(chǎn)生的靜電電荷,最有效的方法是使用離子發(fā)生器——它可以在工作區(qū)域吹出離子化空氣流,中和累積在絕緣材料上的電荷;在裝配期間,電路板包裝也采用專門的屏蔽袋。例如我們見到的一些電子元件外面包有一層灰色的半透明塑料包裝,這層塑料中加入了導(dǎo)電材料,它可以有效屏蔽電流,保護(hù)電子元件不受影響。不僅如此,設(shè)計(jì)人員還將靜電保護(hù)電路制造在集成電路芯片中,提供靜電電流的放電路徑,從而避免靜電將內(nèi)部電路擊穿。
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