ГОСТ Р 53734.5.6-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Защита электронных устройств от электростатических явлений

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ И ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Electrostatics. Protection of electronic devices against electrostatic phenomena. Integrated circuits and semiconductor devices

ОКС 29.020

         29.035

         29.100

         31.020

         31.080

         31.200

         13.100

Дата введения 2021-08-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Диполь" (АО "НПФ Диполь") при содействии рабочей группы ТК 072 "Электростатика"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 072 "Электростатика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 июня 2021 г. N 575-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт устанавливает технические и организационные требования к проведению работ по защите интегральных микросхем (ИМС) и полупроводниковых приборов (ПП) от воздействия электростатических явлений при их разработке, производстве, испытаниях, транспортировании, хранении и применении при производстве электронных устройств (ЭУ). Непосредственное разрушительное воздействие на ИМС и ПП оказывает электростатический разряд (ЭСР), который является результатом воздействия различных электростатических явлений (накопление и релаксация зарядов, электростатическое поле, ионизация и др.) на внутренние структуры компонентов. Возможные виды повреждений от ЭСР:

- тепловой пробой p-n-перехода;

- возникновение в окисле пустот, нитевидных образований, испарение окисла, что приводит к замыканиям, обрывам и, как следствие, к неправильной работе ИМС;

- металлическая разводка и контакты могут плавиться и испаряться, в результате происходят замыкания и отказ ИМС;

- другие нарушения в структурах.

Поэтому при обеспечении защиты ИМС и ПП принимают меры, связанные со снижением влияния различных электростатических явлений, в целях недопущения возникновения ЭСР высокого уровня воздействия. Программа защиты от ЭСР заключается в преднамеренном создании системы предварительного уравнивания электростатических потенциалов между людьми и окружающими предметами до момента их взаимодействия друг с другом.

Общие требования по защите изделий электроники от воздействия электростатических явлений установлены в ГОСТ IEC 61340-5-1.

Настоящий стандарт разработан в целях снижения вероятности отказов чувствительных к ЭСР ИМС и ПП, связанных с воздействием ЭСР при производстве и на других этапах их жизненного цикла. В связи с этим стандарт содержит специальные требования по защите от ЭСР, применимые в процессе производства и применения ИМС и ПП, и ряд требований ГОСТ IEC 61340-5-1, актуальных для всех чувствительных к ЭСР изделий.

В рамках общего подхода к организации защиты от электростатических явлений по ГОСТ IEC 61340-5-1 предусматривается наличие в организации специальной программы ЭСР-управления и разработка плана выполнения программы. Это позволяет устанавливать требования по защите ИМС и ПП от электростатических явлений, которые согласованы с производственными условиями и конкретными типами компонентов, реализовывать дополнительные меры защиты, которые востребованы для всех применяемых и планируемых к применению типов ИМС, ПП и ЭУ. Благодаря такому подходу со стороны заказчиков повышается уровень доверия к качеству электронных компонентов и создаваемых на их основе ЭУ.

Требования и технические средства, рассмотренные в настоящем стандарте, относятся к вопросам "антистатической защиты производства". Следует иметь в виду, что защита от ЭСР в промышленности и других областях экономики не ограничивается защитой изделий электроники. В необходимых случаях специалисты организаций уделяют внимание вопросам электростатической безопасности (искробезопасности) взрывоопасных сред, специальных машин и комплексов. Во всех случаях, когда возникают вопросы об области распространения стандарта и сфере ответственности персонала, рекомендуется учитывать систему понятий и определений, установленную в ГОСТ Р 53734.1.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические и организационные требования к проведению работ по защите ИМС и ПП от воздействия электростатических явлений при их разработке, производстве, испытаниях, транспортировании, хранении, входном контроле, монтаже и производстве ЭУ, содержащих ИМС и ПП.

Настоящий стандарт разработан с учетом требований ГОСТ IEC 61340-5-1 и ГОСТ IEC TR 61340-5-2.

Стандарт предусматривает меры защиты для ИМС и ПП, у которых порог чувствительности к электростатическим разрядам равен 100 В и выше. Общие принципы электростатической защиты справедливы также и для ИМС и ПП, у которых пороговая чувствительность к электростатическим разрядам по модели человеческого тела составляет менее 100 В. В этом случае следует применять дополнительные меры защиты.

Стандарт предназначен для организаций - разработчиков и изготовителей ИМС, ПП и ЭУ, а также организаций, осуществляющих их применение при производстве, хранении и транспортировании продукции.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление

ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 18707 Перемычки для обеспечения защиты изделий ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества. Технические условия

ГОСТ 18714 Провода заземления для обеспечения защиты изделий ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества. Технические условия

ГОСТ 19005 Средства обеспечения защиты изделий ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества. Общие требования к металлизации и заземлению

ГОСТ IEC 61340-4-1 Электростатика. Методы испытаний для прикладных задач. Электрическое сопротивление напольных покрытий и установленных полов

ГОСТ IEC 61340-4-6-2019 Электростатика. Методы испытаний для прикладных задач. Антистатические браслеты

ГОСТ IEC 61340-4-7 Электростатика. Методы испытаний для прикладных задач. Ионизация

ГОСТ IEC 61340-4-9 Электростатика. Методы испытаний для прикладных задач. Одежда

ГОСТ IEC 61340-5-1 Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Общие требования

ГОСТ IEC TR 61340-5-2 Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Руководство по применению

ГОСТ Р 2.601-2019 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ Р 53734.1 (МЭК 61340-1:2012) Электростатика. Часть 1. Электростатические явления. Физические основы, прикладные задачи и методы измерения

ГОСТ Р 53734.2.3 (МЭК 61340-2-3:2020) Электростатика. Часть 2-3. Методы определения электрического сопротивления твердых плоских материалов, используемых с целью предотвращения накопления электростатического заряда

ГОСТ Р 53734.3.1 (МЭК 61340-3-1:2006) Электростатика. Методы моделирования электростатических явлений. Электростатический разряд. Модель человеческого тела

ГОСТ Р 53734.3.2 (МЭК 61340-3-2:2006) Электростатика. Методы моделирования электростатических явлений. Электростатический разряд. Модель механического устройства

ГОСТ Р 53734.4.10 (МЭК 61340-4-10:2012) Электростатика. Часть 4-10. Методы испытаний для прикладных задач. Измерение сопротивления по двум точкам

ГОСТ Р 53734.5.3 (МЭК 61340-5-3:2010) Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Требования к упаковке изделий, чувствительных к электростатическим разрядам

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 53734.1 и ГОСТ IEC 61340-5-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 статическое электричество; СЭ: Совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков, полупроводников, на теле человека или на изолированных проводниках.

3.2 воздействие статического электричества: Процесс уравнивания потенциалов (разряд-заряд), характеризующийся максимальным током и временем действия (разряда-заряда).

3.3 стойкость к воздействию статического электричества: Способность p-n переходов и других структур компонентов не снижать уровень надежности после воздействия статического электричества, включая сохранение структуры компонентов и неизменность параметров до и после воздействия.

Примечание - Значения параметров, измеренные до и после воздействия, должны находиться в интервале, определяемом двойной погрешностью измерения.

3.4 степень жесткости: Введенный показатель стойкости к воздействию статического электричества, соответствующий допустимому значению потенциала ЭСР.

3.5 допустимое значение потенциала ЭСР: Величина потенциала ЭСР, при воздействии которого происходит разрушение ИМС, ПП или ЭУ, включая разрушение структур компонентов и изменение параметров.

Примечание - Значения параметров, измеренные до и после воздействия, выходят за пределы интервала, определяемого двойной погрешностью измерений. Значение равно потенциалу на конденсаторе емкостью 200 пФ, заряженном до напряжения для соответствующей степени жесткости, который разряжается через выводы, наиболее чувствительные к воздействию ЭСР (или между корпусом и выводами), и последовательное сопротивление 1 кОм.

3.6 интегральная микросхема; ИМС: Микроэлектронное изделие, состоящее из совокупности элементов (компонентов), электрически соединенных или не соединенных между собой в объеме и (или) на поверхности подложки (кристалла), и предназначенное для выполнения заданной функции.

3.7 полупроводниковый прибор; ПП: Устройство, основные электрические характеристики которого обусловлены потоком носителей зарядов внутри одного или более полупроводниковых материалов.

3.8 электронное устройство; ЭУ: Изделие, в состав которого входят полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы.

3.9 электрическая емкость объекта: Отношение изменения величины заряда к изменению напряжения; способность объекта накапливать электрический заряд.

3.10 участок, защищенный от электростатического разряда; УЗЭ: Участок, в пределах которого обращение с ИМС, ПП и ЭУ предполагает контролируемый и допустимый риск повреждения от электростатического разряда или полей.

Примечание - УЗЭ может представлять собой помещение, отдельный участок или единичное рабочее место в общем помещении.

3.11 закорачивающее приспособление: Съемное приспособление, замыкающее все выводы соединителей электронного устройства, кабелей и корпус электронного устройства.

3.12 защитное заземление: Преднамеренное электрическое соединение клеммы заземления электронного устройства с землей или заземляющим устройством в целях электробезопасности.

3.13 функциональное заземление: Электрическое соединение клеммы электрического устройства с цепью заземления или заземляющим устройством в целях, отличных от электробезопасности.

3.14 эквипотенциальное соединение: Электрическое соединение открытых токопроводящих частей (или элементов, используемых для ЭСР-управления), обеспечивающее нахождение их под одним и тем же потенциалом как в нормальных условиях, так и в состоянии неисправности.

3.15 общая точка заземления: Конструктивное устройство на рабочем месте, соединяющее проводники от двух или более элементов управления электростатическим разрядом с заземляющим проводником.

3.16 заземлитель: Проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

3.17 заземляющий проводник: Проводник, соединяющий точку заземления с заземлителем/узлом заземления.