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1. 芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的工作內(nèi)容簡(jiǎn)介：

芯片設(shè)計(jì)公司一般都有自己的芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，主要為公司的芯片進(jìn)行各種驗(yàn)證測(cè)試，包括芯片自身的性能測(cè)試、芯片在各種電子終端產(chǎn)品上應(yīng)用的仿真測(cè)試，以及向芯片客戶提供芯片的失效分析等技術(shù)支持。

芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)施主要包括進(jìn)行芯片測(cè)試的工作臺(tái)、測(cè)試設(shè)備以及電子維修的工位。

2. 芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室會(huì)有高靜電的情形么？

芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室里的工作相比于電子工廠的生產(chǎn)線，自動(dòng)化程度非常低，各種測(cè)試項(xiàng)目基本全部靠工程師手動(dòng)操作來(lái)完成各種測(cè)試平臺(tái)的搭建、調(diào)試等。

芯片設(shè)計(jì)公司的每個(gè)工程師基本都要負(fù)責(zé)數(shù)個(gè)工位的測(cè)試項(xiàng)目，由此，工程師在實(shí)驗(yàn)室里工位上以及工位間的走動(dòng)就會(huì)很頻繁，這樣，工程師人體上的靜電（如果不做特別針對(duì)性的控制）時(shí)常就會(huì)很高。

表1，幾種常見(jiàn)的人員活動(dòng)中的人體靜電帶電行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工程師的走動(dòng)及各種手動(dòng)操作（測(cè)試連接插裝與拆解）的靜電帶電有著直接的影響。以華南地區(qū)的廣州、深圳等地的一年環(huán)境濕度統(tǒng)計(jì)結(jié)果而言，每年一般都會(huì)在12月前后10多天的相對(duì)濕度降至20% RH左右。據(jù)此可以推斷，國(guó)內(nèi)幾乎全部地區(qū)每年都會(huì)有中低濕情況致使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的靜電會(huì)比較高。

3. 靜電會(huì)給芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試造成什么影響？

靜電是如何對(duì)芯片構(gòu)成危害的，參見(jiàn)前述的文章《概說(shuō)靜電對(duì)微電子產(chǎn)業(yè)的影響》。

一是工程師人體上的靜電，在工程師走到各測(cè)試工位上操作測(cè)試平臺(tái)時(shí)（尤其是靠近或接觸測(cè)試平臺(tái)的電氣管腳部位），就構(gòu)成了典型的人體靜電放電情形。生活中，每個(gè)人都有冬天里觸摸金屬門(mén)把手或車(chē)門(mén)被靜電電擊的多次體驗(yàn)。而對(duì)于測(cè)試平臺(tái)上的各類(lèi)芯片（包括芯片公司的產(chǎn)品），在人體靜電完全不受控的工程師手部觸摸到其電氣管腳時(shí)，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生很高強(qiáng)度的放電電流。這種強(qiáng)放電電流，一方面可能直接導(dǎo)致測(cè)試平臺(tái)上的電子元件失效，同時(shí)，另一方面也會(huì)對(duì)進(jìn)行中的測(cè)試產(chǎn)生顯著的干擾（也就給芯片的測(cè)試結(jié)果帶來(lái)干擾，這一方面反而是芯片驗(yàn)證測(cè)試更為關(guān)注的）。

圖1，芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試工位工程師人體靜電操作測(cè)試平臺(tái)的靜電放電原型

二是測(cè)試工位中的高靜電源帶來(lái)的影響。以工位的臺(tái)面為例，如果選用一般的塑膠質(zhì)表面，則在低于55%RH中低濕的環(huán)境條件下，工位的臺(tái)面上就會(huì)時(shí)常出現(xiàn)高靜電帶電的情形。

圖2，高靜電工作臺(tái)面上操作芯片測(cè)試平臺(tái)連接插拔過(guò)程的靜電放電風(fēng)險(xiǎn)原型-芯片測(cè)試電路板對(duì)測(cè)試設(shè)備發(fā)生靜電放電

圖3，高靜電工作臺(tái)面上芯片測(cè)試電路板焊接維修過(guò)程的靜電放電原型-芯片測(cè)試電路板對(duì)接地的電烙鐵放電

4. 芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的靜電防護(hù)方案

基于芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的主要靜電來(lái)源與高靜電風(fēng)險(xiǎn)的操作，針對(duì)性的靜電防護(hù)方案主要包括三部分：

一是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工程師的人體靜電必須采取有效的控制措施，可以采用靜電手腕帶接地系統(tǒng)（首選），也可以輔助采用靜電鞋_靜電地板系統(tǒng)（可靠性與可行性相對(duì)較差）。

二是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各測(cè)試工位的工作臺(tái)面，應(yīng)避免采用絕緣材質(zhì)（容易產(chǎn)生并累積高靜電），可采用鋪裝靜電防護(hù)臺(tái)墊，實(shí)現(xiàn)靜電防護(hù)工作臺(tái)面，這樣就消除了測(cè)試工位中最主要的靜電來(lái)源。

三是個(gè)別工位采取特定的靜電防護(hù)措施。例如，測(cè)試平臺(tái)中涉及到操作大尺寸的絕緣部件（塑膠外殼、膜材等），就需要加裝離子化措施，來(lái)中和消除這些物料操作過(guò)程產(chǎn)生的高靜電。

綜上所述，芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室各工位的靜電防護(hù)措施，主要包括以下部分：

1) 工位的靜電接地系統(tǒng)，供工位的靜電防護(hù)臺(tái)墊、人體手腕帶系統(tǒng)以及靜電地板進(jìn)行接地連接。靜電主地首選實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合格的電氣設(shè)備地；

2) 工位的靜電防護(hù)工作臺(tái)面，表面電阻<1E9歐姆（特定的測(cè)試工位要求臺(tái)墊表面電阻>1E4 歐姆），具體可參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ESD S20.20或IEC61340-5-1關(guān)于靜電防護(hù)臺(tái)面的技術(shù)性要求；

3) 人體靜電接地系統(tǒng)，首先工程師佩戴靜電手腕帶實(shí)現(xiàn)人體接地的做法；

4) 離子化靜電中和消除措施，主要針對(duì)于工程師操作中易于產(chǎn)生高靜電的測(cè)試工位。

圖4，芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室工位的靜電防護(hù)架設(shè)方案