资源描述
,1,一、,原,原,理,理：,定,义,义,ESD,三,大,大,要,要,素,素,E,SD,在,工,工,业,业,中,中,的,的,危,危,害,害,静,电,电,和,和,动,动,力,力,电,电,的,的,区,区,别,别,静电的产生,静,电,电,放,放,电,电,的,的,基,基,本,本,模,模,式,式,静,电,电,控,控,制,制,的,的,基,基,本,本,方,方,法,法,材,料,料,的,的,特,特,性,性,二、,实,实,际,际,运,运,用,用,ESD,的,检,检,查,查,方,方,法,法,ESD,(,E,LECTRO,S,TATIC,D,ISCHARGE),静电,放,放电,是,是电,荷,荷在,不,不同,电,电势,的,的两,个,个物,体,体间,的,的快,速,速移,动,动。,相关,符,符号,什,么,么,叫,叫,ESD,接地,点,点,对静,电,电敏,感,感的,物,物品,防静,电,电用,品,品/,设,设备,ESD,事,件,件,的,的,三,三,大,大,要,要,素,素,每一,次,次静,电,电放,电,电事,件,件的,发,发生,都,都包,含,含下,列,列三,大,大要,素,素：,静电,的,的产,生,生,静电,的,的累,积,积,快速,放,放电,只要,消,消除,上,上面,任,任意,一,一点,，,，,ESD,就可,被,被控,制,制。,ESD,在,工,工,业,业,中,中,的,的,危,危,害,害,ESD,现象,会,会引,起,起电,子,子元,器,器件,的,的致,命,命损,伤,伤，,造,造成,次,次品,率,率的,增,增加,（,（产,量,量减,少,少）,。,。,人在,地,地毯,上,上行,走,走，,在,在工,作,作台,上,上工,作,作，,操,操作,普,普通,材,材料,等,等活,动,动都,会,会产,生,生上,千,千伏,的,的静,电,电。,如,如果,静,静电,电,电压,的,的聚,集,集到,足,足够,的,的量,就,会,会产,生,生火,花,花放,电,电，,使,使电,子,子元,器,器件,、,、印,刷,刷电,路,路板,组,组件,受,受损,。,。特,别,别是,集,集成,电,电路,中,中功,能,能元,件,件体,积,积小,、,、电,路,路密,集,集，,更,更易,受,受到,ESD,损害,。,。,左图,所,所示,就,就是,静,静电,放,放电,所,所造,成,成的,损,损伤,。,。,上图,：,：箭,头,头所,示,示是,半,半导,体,体中,静,静电,放,放电,的,的损,伤,伤,点。,下图,：,：显,示,示了,两,两金,属,属连,线,线间,静,静电,放,放电,所,所造,成,成,的金,属,属搭,接,接的,细,细节,。,。,ESD,在,工,工,业,业,中,中,的,的,危,危,害,害,ESD,损伤又分,为,为硬击伤,和,和软击伤,。,。,硬击伤是,一,一次性地,造,造成器件,的,的永久性,失,失效，又,称,称即时失,效,效。,软击伤是,造,造成器件,的,的性能劣,化,化，或参,数,数的下降,而,而成为隐,患,患，又称,延,延时失效,。,。,软击穿带,来,来的危害,比,比硬击穿,更,更为危险,。,。因为对,于,于硬击穿,，,，一般可,以,以在产品,的,的检测或,调,调试过程,中,中及时发,现,现并予以,调,调换。而,软,软击穿在,初,初期是难,以,以发现的,，,，往往器,件,件的参数,更,更本没变,化,化或稍有,变,变化，但,仍,仍在正常,范,范围内，,并,并可正常,工,工作，所,以,以极易通,过,过出厂前,的,的检验而,流,流入用户,手,手中。在,使,使用过程,中,中随着时,间,间的推移,，,，到了一,定,定时候这,种,种软击穿,发,发展成为,元,元器件的,永,永久性失,效,效，大大,影,影响了生,产,产厂家的,声,声誉和经,济,济效益的,大,大问题。,ESD,在 工,业,业 中,的,的 危,害,害,污 染,在洁净室,中,中，无论,过,过滤系统,有,有多好，,人,人员、机,械,械和处理,工,工序都可,能,能将粒子,带,带入空气,，,，如果一,个,个重要产,品,品的表面,在,在其常规,的,的生产过,程,程中带上,静,静电，如,果,果没有被,消,消除的话,，,，它的表,面,面将会吸,引,引悬浮于,洁,洁净室空,气,气中的细,微,微颗粒（,电,电磁场越,强,强，对颗,粒,粒吸引力,越,越大），,并,并很难使,其,其脱离，,以,以至于造,成,成产品失,效,效。,ESD,在 工,业,业 中,的,的 危,害,害,干扰微处,理,理器/机,械,械手的操,作,作,现在大部,分,分新的生,产,产设备都,有,有微处理,控,控制，因,而,而也对静,电,电放电引,起,起的问题,更,更敏感。,装,装配线上,的,的机械手,的,的一次静,电,电放电故,障,障，可能,足,足以导致,整,整条生产,线,线瘫痪。,静 电,与,与 动,力,力 电,的,的 区,别,别,动力电即,通,通常所熟,悉,悉的插座,中,中的电。,它,它的特点,是,是：当你,在,在消耗它,时,时（如吹,电,电风扇）,，,，供电系,统,统会持续,供,供电，使,它,它保持恒,定,定的电压,和,和能量。,静电的特,点,点：能量,是,是一次性,的,的释放的,，,，而且持,续,续的时间,很,很短（通,常,常约为200纳秒,）,）。这就,是,是为什么,我,我们不会,被,被如此高,的,的静电压,（,（100020000）,击,击伤的原,因,因。,带电体,高电压的,静,静电放电,不带电的,或,或不受控,的,的带电体,（,（过高或,过,过低）,静 电,的,的 产,生,生,摩 擦,起,起 电,摩擦起电,是,是由两种,不,不同类型,的,的材料接,触,触并分离,引,引起的。,任何材料,摩,摩擦后都,可,可能带电,，,，不论是,导,导体或已,经,经接地。,摩擦起电,因,因素,材料的性,质,质,摩擦系数,接触面的,大,大小,分开的速,度,度,环境的湿,度,度,静 电,的,的 产,生,生,右表为摩,擦,擦起电序,列,列表。,序列表上,端,端的材料,与,与下端的,材,材料摩擦,后,后会失去,电,电子而带,正,正电荷。,人手,石英,尼龙,羊毛,铝,铬,钢,聚氨脂,聚乙烯,聚丙乙烯,聚氯乙烯(,PVC),硅,聚四氟乙烯(,Teflon),+,-,静 电,的,的 产,生,生,感 应,带,带 电,A,_ _ _ _,+,_ _ _ _,_ _ _,+,+,+,(1,),中性的导,体,体,“,A,”,(2,),“,A,”,被带负电,荷,荷的,“,B,”,极化。,(,4),当,“,B,”,被移开，,且,且断开,“,A,”,的接地，,导,导体,“,A,”,上只带有,正,正电荷。,(3,),当,“,A,”,接地后，,负,负电荷被,排,排放，物,体,体只带正,电,电荷。,电场感应,模,模式中感,应,应引起的2个,ESD,事件。,A,A,A,B,B,静 电,的,的 产,生,生,接 触,带,带 电,A,_ _ _ _,_ _ _ _,_ _ _ _,_ _ _ _,(1,),中性的导,体,体,“,A,”,(2,),当,“,A,”,接触带负,电,电荷的,“,B,”,物体时，,“,A,”,也会带上,负,负电荷。,(3,),最终,“,A,”,和,“,B,”,带有等量,的,的负电荷,。,。,A,A,B,B,接触带电,是,是经常遇,到,到的现象,。,。,静 电,放,放 电,的,的 基,本,本 模,式,式,人体/机,械,械放电模,式,式,Human body/Machine Model(HBM/MM),由外到内,的,的放电,最常见的,静,静电放电,模,模式。,静电通过,手,手指/机,器,器的探针,对,对元器件,放,放电。,相关的标,准,准,ESD/EOS-S5.1(HBM),IEC61340-3-1(HBM),IEC61340-3-2(MM),接 地,表,表 面,元器件,静 电,放,放 电,的,的 基,本,本 模,式,式,充电元器,件,件放电模,式,式,Charge Device Model(CDM),由内向外,的,的放电,该模式主,要,要来自于,现,现代化的,自,自动装配,和,和制造环,境,境。,是由于机,械,械运动（,通,通常为摩,擦,擦）使元,器,器件带电,，,，当该元,器,器件金属,接,接触时产,生,生放电现,象,象。,IC TUBE,静 电,放,放 电,的,的 基,本,本 模,式,式,电磁场感,应,应放电模,式,式,Field Induced Model(FIM),由内到外,的,的放电,+,-,-,+,(,a),在静电场,中,中的元器,件,件,(,b),第一次放,电,电,-,+,-,-,(,c),元器件带,负,负电荷,(,d),第二次放,电,电,+,静 电,控,控 制,的,的 基,本,本 方,法,法,有多种方,法,法可用于,防,防止元器,件,件免受,ESD,伤害。,产品设计,时,时，设计,人,人员会对,ESD,敏感的元,器,器件作一,些,些电路补,偿,偿或一些,外,外部的保,护,护。,控制下面,任,任意一点,：,：,防止静电,的,的产生,防止静电,的,的累积,静 电,控,控 制,的,的 基,本,本 方,法,法,在正常生,产,产中的防,护,护,HBM,的防护,接地,操作人员,戴,戴防静电,手,手腕带，,穿,穿防静电,衣,衣、鞋等,。,。,10,6,to 10,11,Ohms,10,6,Ohms,10,6,Ohms,Equipment,防静电手,腕,腕带、脚,腕,腕带或导,电,电鞋,工作表面,和,和设备,导电/静,电,电消散性,的,的包装袋,或,或盒子等,静 电,控,控 制,的,的 基,本,本 方,法,法,CDM,的防护,接地,使用抗静,电,电或静电,消,消散性的,桌,桌面,对,ESD,敏感元器,件,件的包装,、,、装配以,及,及储存使,用,用抗静电,或,或静电消,散,散性的材,料,料。,屏蔽袋,粉红色防,静,静电袋,+,ESD,Susceptible,Parts,-,静 电,控,控 制,的,的 基,本,本 方,法,法,FIM,的防护,在静电防,护,护区域内,禁,禁止放置,绝,绝缘材料,的,的物体。,通过电离,系,系统来中,和,和静电。,FIM,的防护是,以,以上几种,中,中最困难,的,的。,+,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,绝 缘 体,电离系统产生的离子,静 电,控,控 制,的,的 基,本,本 方,法,法,环 境,地面,工作表面,设备,洁净室,湿度,人,人体的电,荷,荷,衣服,控制程序,及,及定期检,查,查,材 料,原材料,生产的辅,助,助用品,包装,其 它,接地,电离系统,材 料,的,的 特,性,性,绝 缘,材,材 料,电 荷,几,几 乎,不,不 能,在,在 该,材,材 料,中,中 自,由,由 移,动,动。但,是,是 静,电,电 荷,极,极 易,在,在 该,材,材 料,上,上 积,聚,聚，,且,且 活,动,动 性,差,差。表,面,面 电,阻,阻 110,11,ohms,如：普,通,通 塑,料,料，,橡,橡 胶，,玻,玻 璃,，,，合,成,成 纤,维,维.,。,。,导 电,材,材,料,料,电 荷,很,很,容,容 易,在,在,这,这 种,材,材,料,料 中,移,移,动,动。,静,静 电,不,不,能,能 在,该,该,材,材 料,上,上,积,积 累,，,，而,将,将,通,通 过,该,该,材,材 料,快,快,速,速 放,电,电（,时,时,间,间 短,，,，电,流,流,高,高）。,表,表,面,面 电,阻,阻110,5,ohms,如：,水,水，,金,金 属,。,材 料,的,的,特,特 性,静 电,消,消,散,散 性,材,材,料,料,电 荷,依,依,旧,旧 可,以,以,在,在 这,种,种,材,材 料,中,中,运,运 动,，,，但,要,要,克,克 服,一,一,定,定 的,电,电,阻,阻。,静,静 电,通,通,过,过 这,种,种,材,材 料,将,将,缓,缓 慢,的,的,放,放 电,（,（低,电,电,流,流），,可,可,以,以 防,止,止,对,对 产,品,品,的,的 伤,害
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