ESD的相關(guān)介紹

一 為何要關(guān)注靜電
在日常生活中，我們都體驗(yàn)過(guò)靜電。一般在冬日干燥環(huán)境下，人體易產(chǎn)生靜電，用手在觸摸導(dǎo)電材料時(shí)，手指與導(dǎo)電材料間產(chǎn)生電荷釋放。我們的感覺(jué)也就是麻了一下。但靜電對(duì)于半導(dǎo)體等電子元件的危害卻不一般。這也就是為什么我們接觸半導(dǎo)體芯片時(shí)，要先將自身的靜電釋放。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)IC失效60%由于靜電傷害。如今的半導(dǎo)體器件做的越來(lái)越精密，對(duì)于靜電的防護(hù)要求也越來(lái)越高。
 
二 什么是靜電與ESD
靜電是物體上多余的電荷。它產(chǎn)生的效應(yīng)包括帶電體之間的作用和電場(chǎng)。而ESD（electro static discharge）即靜電釋放的意思。
 
三 靜電的特點(diǎn)
3.1 高電位
靜電可高達(dá)數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏，人體對(duì)于3KV一下的靜電不易感知。
 
3.2低電量
靜電的電流多為微安級(jí)
 
3.3 作用時(shí)間短
微秒級(jí)別
 
3.4 受環(huán)境的影響大
對(duì)于濕度特別敏感，濕度上升則靜電電壓下降，
 
四 靜電的影響
4.1 有利
1 復(fù)印機(jī)
2 環(huán)境控制（吸塵）
 
4.2 有害
1 使元器件吸附空氣中的塵埃，影響元器件的散熱。
2 靜電產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)電子元件產(chǎn)生干擾
3 靜電釋放會(huì)擊穿或燒毀電子元件

五 靜電的產(chǎn)生方式
5.1 摩擦
不同的絕緣材料間的摩擦產(chǎn)生靜電如下圖。

5.2 傳導(dǎo)（接觸）
接觸和分開(kāi)帶電如下圖。

5.3 感應(yīng)
帶有靜電的物體在電場(chǎng)的作用下使另一個(gè)物體也帶有靜電（對(duì)導(dǎo)體，半導(dǎo)體有效）。


六 靜電釋放模型
6.1 人體放電模式
當(dāng)人體活動(dòng)時(shí)，身體和衣服之間摩擦產(chǎn)生靜電，若不及時(shí)的將電荷轉(zhuǎn)移給大地，而是直接轉(zhuǎn)移給對(duì)靜電敏感的器件而造成損壞。
 
6.2 機(jī)器放電模式
指機(jī)器本身積累了靜電（如機(jī)械手臂）觸碰IC時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器多為金屬，等效電阻幾乎為0，所以放電過(guò)程極短，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)有大量電流產(chǎn)生。
 
6.3 元件充電模式
指IC因?yàn)槟Σ粱蚱渌蛟趦?nèi)部積累了靜電，但在靜電積累的過(guò)程中并未損傷。當(dāng)帶有靜電的IC在接觸接地面時(shí)，IC內(nèi)部的靜電會(huì)從其PIN釋放。
 
七 如何防護(hù)靜電

7.1 靜電泄漏與消耗
1 使用防靜電材料
2 接地
(1) 軟接地：地線串接阻值較高的電阻后再接地
(2) 硬接地：將地線直接接低電阻接地。
 
7.2 靜電中和
將正負(fù)離子與電源上的正負(fù)電荷中和，從而消除靜電源上積累的靜電。
 
7.3 靜電屏蔽
用金屬線與金屬網(wǎng)等將帶電的物體包覆。限制物體對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生電氣作用
 
7.4 增濕
在允許增濕的場(chǎng)所增濕，可以降低靜電絕緣體表面電阻率，增強(qiáng)其導(dǎo)電性。提高電荷泄漏速度。
 
八 與靜電有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)
8.1 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
GJB3007-2009

8.2 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
ANSI/ESD S20.20-2007
可以認(rèn)為ESD20.20 是一個(gè)買(mǎi)方認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)于那些芯片、電子元器件、電源及轉(zhuǎn)換器、顯示屏的制造商而言，要成為知名品牌的供應(yīng)商，ESD20.20 近似于一個(gè)強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
 
8.3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
IEC 61340-5-1:2007
 
8.4 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
SJ/T10694-2006