1. 芯片設(shè)計(jì)公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的工作內(nèi)容簡介：
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)證測試，包括芯片自身的性能測試、芯片在各種電子終端產(chǎn)品上應(yīng)用的仿真測試，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)行芯片測試的工作臺(tái)、測試設(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，各種測試項(xiàng)目基本全部靠工程師手動(dòng)操作來完成各種測試平臺(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（如果不做特別針對性的控制）時(shí)常就會(huì)很高。
表1，幾種常見的人員活動(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)境濕度對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工程師的走動(dòng)及各種手動(dòng)操作（測試連接插裝與拆解）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多天的相對濕度降至20% RH左右。據(jù)此可以推斷，國內(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)室的測試造成什么影響？
靜電是如何對芯片構(gòu)成危害的，參見前述的文章《概說靜電對微電子產(chǎn)業(yè)的影響》。
一是工程師人體上的靜電，在工程師走到各測試工位上操作測試平臺(tái)時(shí)（尤其是靠近或接觸測試平臺(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把手或車門被靜電電擊的多次體驗(yàn)。而對于測試平臺(tái)上的各類芯片（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)致測試平臺(tái)上的電子元件失效，同時(shí)，另一方面也會(huì)對進(jìn)行中的測試產(chǎn)生顯著的干擾（也就給芯片的測試結(jié)果帶來干擾，這一方面反而是芯片驗(yàn)證測試更為關(guān)注的）。
圖1，芯片研發(fā)實(shí)驗(yàn)室測試工位工程師人體靜電操作測試平臺(tái)的靜電放電原型
二是測試工位中的高靜電源帶來的影響。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)面上操作芯片測試平臺(tái)連接插拔過程的靜電放電風(fēng)險(xiǎn)原型-芯片測試電路板對測試設(shè)備發(fā)生靜電放電
圖3，高靜電工作臺(tái)面上芯片測試電路板焊接維修過程的靜電放電原型-芯片測試電路板對接地的電烙鐵放電
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)室的主要靜電來源與高靜電風(fēng)險(xiǎn)的操作，針對性的靜電防護(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較差）。
二是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各測試工位的工作臺(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，這樣就消除了測試工位中最主要的靜電來源。
三是個(gè)別工位采取特定的靜電防護(hù)措施。例如，測試平臺(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，來中和消除這些物料操作過程產(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，主要針對于工程師操作中易于產(chǎn)生高靜電的測試工位。
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
作者：Copper_Hou， 來源：面包板社區(qū)
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