在生產(chǎn)中,人們常把對靜電反應(yīng)敏感的電子器件稱為靜電敏感器件(Static,Sensitive Device簡稱SSD),這類電子器件主要是指超大規(guī)模集成電路,特別是金屬氧化膜半導(dǎo)體(MOS)器件。
1.靜電敏感器件及其分類
各種SSD能承受的靜電能力與器件的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)。表列出了部分SSD器件能承受而不致?lián)p壞的靜電的極限電壓值,此極限電壓值,有時稱為靜電敏感度。
2.靜電敏感器件的分類
SSD的分級方法有多種,現(xiàn)介紹國家**標(biāo)準(zhǔn)?電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱?的分級方法。靜電敏感度介于0~1990V的元器件為1級;介于2000~3999V的元器件為2級;介于4000~15999v的為3級;靜電敏感度為16000V或16000v以上的元器件、組件和設(shè)備被認(rèn)為是非靜電敏感產(chǎn)品。表是按元器件類型列出的SSD的分級表。
因此,可以根據(jù)SSD的分級表,針對不同的SSD器件,采取不同的靜電防護(hù)措施。
敏感元件與傳感器行業(yè)十年回顧與展望
一、回顧
敏感元件與傳感器行業(yè)經(jīng)過十年的風(fēng)風(fēng)雨雨,正在逐步走向成熟與壯大。主要標(biāo)志是: 提高綜合實力 經(jīng)過十年的發(fā)展,全行業(yè)的科研生產(chǎn)單位近1300家,居世界弟二位。其中:生產(chǎn)廠家占58.9%,科研單位占27%,高等院校占10%,其他占4.1%。擁有職工總?cè)藬?shù)約4.2萬人,固定資產(chǎn)總額5億多元,引進(jìn)50多條生產(chǎn)線與專用設(shè)備,新增固定資產(chǎn)近3億元。 拓寬開發(fā)領(lǐng)域 目前,全行業(yè)研究開發(fā)領(lǐng)域由單一的品種擴(kuò)展到有光敏、熱敏、力敏、電壓敏、磁敏、氣敏、濕敏、聲敏、射線敏、離子敏、生物敏以及各種傳感器、變送器、二次儀表等多種類、多形式,與國外研制領(lǐng)域相當(dāng)。 通過"七五""八五"《傳感器技術(shù)研究》國家重點科技攻關(guān),形成了近40個院校、研究所的科技攻關(guān)骨干隊伍。"七五"研究開發(fā)基型品種76個,共計取得了103項科研成果;"八五"又新增基型品種100多個。 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究 完成基礎(chǔ)應(yīng)用研究課題幾十項,新品試制課題200余項。其中:低壓**壓力傳感器、三維加速度傳感器、高響應(yīng)過載傳感器、超小型鉑薄膜熱敏電阻器等新品,不但滿足了國防重點工程的配套需要,且均達(dá)到了國際80年代末先進(jìn)水平。 擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模 十年前,敏感元件與傳感器生產(chǎn)廠家因設(shè)備落后,多以作坊式的手工操作為主,質(zhì)與量均滿足不了需求。經(jīng)過近十年的引進(jìn)、消化、吸收,現(xiàn)已形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力,其主要產(chǎn)品有:NTC熱敏電阻器、PTC熱敏電阻器、ZnO壓敏電阻器;批量生產(chǎn)的產(chǎn)品有:可燃性氣體傳感器、光電二極管、應(yīng)變計、差壓變送器等;小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品有:壓力傳感器、霍爾元件、霍爾集成電路、高分子濕敏元件、稱重傳感器等。 上述表明:敏感元件與傳感器行業(yè)經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)與同行的共同努力,已邁出了可喜的一步。國內(nèi)敏感元件與傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)能力已超過4億只,總產(chǎn)量約1.5億只,總產(chǎn)值約4億元,總銷售額3億元左右。 但是,與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、市場開發(fā)、銷售等方面。我國敏感元件與傳感器的科研開發(fā)水平約落后發(fā)達(dá)國家5~10年;生產(chǎn)技術(shù)約落后10~15年。
二、發(fā)展目標(biāo)
"九五"規(guī)劃制定的總目標(biāo)是:大幅度增強(qiáng)我國傳感器研制和生產(chǎn)的綜合實力,建立敏感元件與傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),跟蹤國際上發(fā)展的前沿技術(shù),加強(qiáng)預(yù)研,突破關(guān)鍵技術(shù),使產(chǎn)品質(zhì)量、價格達(dá)到或接近國際同類產(chǎn)品水平,滿足"四化"建設(shè)的需求。
以工業(yè)自動化系統(tǒng)、機(jī)電一體化、科學(xué)試驗儀器以及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中量大面廣的傳感器產(chǎn)品為服務(wù)方向,以國內(nèi)外市場為導(dǎo)向,研究傳感器的共性基礎(chǔ)技術(shù)、中間試驗技術(shù)、生產(chǎn)裝備技術(shù),以提高敏感元件與傳感器的技術(shù)水平為重點,跟蹤世界高新技術(shù),使我國敏感元件及傳感器的研究、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、測試、質(zhì)量及應(yīng)用水平提高到國際90年代水平。
建立以熱敏、電壓敏、磁敏為主體,相應(yīng)實現(xiàn)力敏、光敏、氣敏、濕敏的批量生產(chǎn)等七大類的敏感元件與傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),擁有15億只生產(chǎn)能力,產(chǎn)量10億只。
三、發(fā)展趨勢
敏感元件與傳感器發(fā)展的總趨勢是集成化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)正在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。待到2l世紀(jì)初,微電子技術(shù),大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)將達(dá)到成熟期,光電子技術(shù)將進(jìn)入發(fā)展的中期,超導(dǎo)電子等新技術(shù)將進(jìn)入發(fā)展的初期,均為加速研制新一代傳感器提供了發(fā)展的條件。可以預(yù)期:
MEMT技術(shù)將高速發(fā)展,成為新一代微傳感器、微系統(tǒng)的核心技術(shù),是2l世紀(jì)傳感器技術(shù)領(lǐng)域中帶有**性變化的高新技術(shù)。它不僅可以制成簡單的三維結(jié)構(gòu),而且可以做成三維運動結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的力平衡結(jié)構(gòu)。采用MEMT技術(shù)形成的微傳感器和微系統(tǒng),具有劃時代微小體積、低成本、高可靠等獨特的優(yōu)點。例如,-個壓力成像器的微系統(tǒng),含有1024個微型壓力傳感器,傳感器之間的距離為250m m,每個壓力膜片尺寸為50m m′ 50m m,整個膜片尺寸僅為10mm′ l0mm。預(yù)計,由微傳感器、微執(zhí)行器以及信號和數(shù)據(jù)處理裝置總裝集成的微系統(tǒng)將進(jìn)入商業(yè)市場。
新型敏感材料將加速開發(fā),微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批先進(jìn)傳感器。
傳感器應(yīng)用領(lǐng)域得到新的拓展,二次傳感器和傳感器系統(tǒng)的比例大幅度增長,預(yù)計2000年后,集成化、智能化傳感器與變送器將會呈現(xiàn)暢銷勢頭。 進(jìn)入21世紀(jì),世界傳感器市場將迅速發(fā)展。由1993年的130億美元,發(fā)展到2000年后,市場規(guī)模將達(dá)343億美元。其中,以半導(dǎo)體傳感器為主流的各類固態(tài)傳感器增長幅度很大,年增長率高達(dá)20%以上;微傳感器、微執(zhí)行器約占總市場的40%。 2010年,我國敏感元件與傳感器的科研生產(chǎn)綜合實力將得到大幅度增強(qiáng),傳感器的總體研究水平將達(dá)到國際21世紀(jì)初水平,與國外差距縮短為3~5年。專家認(rèn)為,我國的化學(xué)傳感器、光纖傳感器、生物傳感器可望取得更快的發(fā)展。生產(chǎn)水平將達(dá)到國際上90年代中、末期水平。品種將達(dá)l萬種,建成具有較強(qiáng)綜合實力與競爭能力的敏感元件與傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。