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99 四技工讀實務報告

99 四技工讀實務報告. 報告人： XXX. 靜電抑制器製程改善與研發. 指導老師： XXX 教授 部門主管： XXX 經理 實習單位： XXX 科技股份有限公司. 民國 99 年 11 月 04 日. 目錄. 0 前言 1 靜電抑制器與 MAX GUARD 介紹 2 製程介紹 3 主要工作內容介紹 4 研發與改善案例. 前言. ★ 什麼是 ESD ？

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Presentation Transcript

  1. 99 四技工讀實務報告 報告人：XXX 靜電抑制器製程改善與研發 指導老師：XXX 教授 部門主管：XXX 經理 實習單位：XXX科技股份有限公司 民國 99 年 11 月 04 日

  2. 目錄 0前言 1靜電抑制器與MAX GUARD介紹 2製程介紹 3主要工作內容介紹 4研發與改善案例

  3. 前言 ★什麼是ESD？ ESD是代表英文Electro Static Discharge即“靜電放電”的意思。 ESD是本世紀中期以來形成以研究靜電的產生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱（火花）效應（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應（如電磁干擾）等的學科。近年來隨著科學技術的飛速發展、 微電子技術的廣泛應用及電磁環境越來越複雜，對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁相容性（EMC）問題越來越重視。 ★ ESD保護元件的重要性? 由於增加產品特性、減少產品尺寸一直是手持產品設計人員面臨的挑戰。而當提供更多功能時，相對I/O埠也隨之增多，又尤其將不同功能加以整合以減少體積下，其ESD的影響就日漸趨大，也因此讓IC設計及對ESD保護元件的挑選更加敏感、更加盛重，如此可知，ESD保護元件在現今科技產品中所佔重要性。

  4. 簡略介紹

  5. Fuse 基本原理：Fuse本來與電路串連並為通路狀態，當通過電流過大時，Fuse內部作用將電路斷開，以避免電流損傷到要保護的電路或電器。 而Fuse又可分為 不可回復式：主要是利用電流過大->電阻發熱->Fuse內部線路熔斷->以保護後端電路->這時要把保險絲換掉才能繼續用。可回復式：例如PPTC ，當電流過大->電阻發熱->Fuse內部的高分子將通路撐開->以保護後端電路->溫度降回來後->又是通路省得換來換去的。

  6. E S D Ground Varistor & ESD Suppressor 基本原理：於電路正常電壓下，兩種保護元件與被保護元件並聯，並且均無作用，當電壓突然升高時﹝如開關突波、靜電、甚至雷擊發生﹞，保護元件會變成通路狀態，將突然升高的電壓所產生的電流，一部分被保護元件吸收，一部份會導到Ground，以避免由於突然升高的電壓，對後端欲保護的電路產生傷害。

  7. 導通原理差異 Varistor 是隨著電壓增高到達崩潰點時，其阻值會成非等向性降低的特性，所以當突波電壓高過本身的Break-down Voltage，其阻值相對下降近而使此元件導通並將過多電流導通接地。 ESD Suppressor導通原理是隨著突波電壓高過其介電層所需的游離Trigger Voltage進而擊穿絕緣介電層而將電流導通接地。 Varistor ESD Suppressor

  8. d A A：電極厚度 d：電極間距 MAX-GUARD • MAX-GUARD是一種以空氣當介電層的ESD Suppressor，由於空氣K值略等於真空近似於1，依容值計算式C＝(κ．ε0．A) / d所得出來容值應該會是所有介電材質中最小的，而這也是此產品的最大優勢。 C ：電容值 κ：相對介電係數 ε0：真空介電常數 A ：平行板面積 d ：兩平行板間距離 d A d A

  9. 製程介紹 Substrate(基板) Solder layer(滾鍍鎳錫) Overcoat(保護層) Suppressor Element(電極) Backside Electrode(背電極) Connect Electrode(側電極) 【Sputter真空濺鍍，再曝光、顯影、蝕刻後形成電路】 【將產品折粒後於電極滾鍍鎳、錫以增加焊錫性】 【以雷射方式將基板切割成所需尺寸】 【將產品折條堆疊於治具中，再sputter側面電極，將正、背面電極導通】 【於中間線路上架橋，再將線路蓋上保護層】 【於基板背面上蓋遮蔽層留下背面電極的位置，再sputter背電極】

  10. 主要工作內容 • 研發 主要目標： 1、朝向更小size-0201製造 2、發想新技術以取得更低容值的產品 3、研發新製程方式以降低Trigger Voltage • 改善 1、改變電極材料，提高硬度及韌性，降低Leakage Current 2、改變製程，提高折條折粒良率 3、…….

  11. 改善案例 由於所負責的產品，放電介質為Air-space，又電極材料為電鍍Cu，當靜電轟擊瞬間，電極由於強大能量轟擊，造成Cu碎屑剝落，並游離在GAP中，進而使Leakage Current增加。 電鍍Cu電極 Cu碎屑 Air-space

  12. 為改善Leakage Current，將電極材料改成硬度較硬及韌性較強的”電鍍NiP”跟”化鍍Ag”；以下為試驗結果。

  13. 案例實驗結論 • 總合以上結果，化鍍銀之電極較不易受到轟擊而變形，反而因轟擊次數增加間隙內殘留物明顯增多，使觸發電壓有下降之趨勢，但漏電流小幅提高；電鍍鎳磷電極較易因轟擊使間隙變大，觸發電壓隨之上升，電極間隙內並無明顯殘留物，故漏電流方面表現較佳。

  14. 心得結論 在工讀這段期間，由於接觸了製程的研發與改善，讓我實際了解製程的控制不是那麼容易的，研發更是需要累積許多的經驗能力與專業知識才有辦法達到，當然也還要考慮到研發所花費的成本與現成技術的考量；而且實際操作改善實驗後，又會發現理論有時並不那麼一回事，理論終究是理論，實際還是得考慮零零總總的外在因素。

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