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ESD
閱讀�35322�(shí)間:2010-12-30 10:04:33

  ESD即Electro-Static Discharge,譯為靜電釋�。ESD�20世紀(jì)中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生和衰減、靜電放電模型、靜電放電效�(yīng)和電磁效�(yīng)(�電磁干擾)等的科學(xué)。近年來隨著科學(xué)技�(shù)的飛速發(fā)�,微電子技�(shù)的廣泛應(yīng)用及�磁環(huán)境越來越�(fù)�,�(duì)靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干�(EMI)�電磁兼容�(EMC)問題越來越重��

定義

  靜電放電:具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷�(zhuǎn)移(GB/T4365-1995)�

  ESD�(huì)�(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重地?fù)p壞或操作失常。半�(dǎo)體專家以及設(shè)備的用戶都在想辦法抑制ESD? 靜電就是靜止的電�。靜電的�(chǎn)生是由于電子在外力的作用下,從一�(gè)物體�(zhuǎn)移到另一�(gè)物體或者是受外界磁�(chǎng)的影響而產(chǎn)生的極化�(xiàn)�? 一種電�,是正電荷和�(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)��

  物體表面�?;虿蛔愕撵o止電荷�

  留存于物體表��

  通過電子或離子的�(zhuǎn)移而形成�

靜電�(chǎn)生的原理

  摩擦、碰撞、剝�、流�(dòng)帶電、噴出帶�、攪拌帶電如滾輪移動(dòng)、人員走�(dòng)、油罐車泄油�(shí)、噴嘴噴出之溶劑、攪拌機(jī)靜電是由于處于不同帶電序列位置的物體之間接觸分離,使物體上正�(fù)電荷失去平衡而發(fā)生的�(xiàn)象�

  兩種介電系數(shù)不同的物�(zhì)磨擦?xí)r,正�(fù)極性的電荷分別積累在兩�(gè)物體上而形成:�(dāng)兩�(gè)物體接觸�(shí),其中一�(gè)趨于從另一�(gè)吸引電子,因而二者會(huì)形成不同的充電電位�

  摩擦起電是一�(gè)�(jī)械過�,依靠相�(duì)表面移動(dòng)傳送電�。傳送的電量取決于接觸的次數(shù)、表面粗糙度、濕�、接觸壓力、摩擦物�(zhì)的摩擦特性以及相�(duì)�(yùn)�(dòng)速度�

  兩�(gè)帶上電荷的物體也就成了靜電源。就人體而言,衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一�

  靜電源跟其它物體接觸�(shí),依�(jù)電荷中和的原�,存在著電荷流動(dòng),傳送足夠的電量以抵消電�。這�(gè)高速電量的傳送過程中,將�(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場(chǎng),嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀。這就是靜電放��

  靜電感應(yīng)帶電:CRT顯示器電容改變壓電效�(yīng)電磁輻射感應(yīng)靜電只存在于物體表面,而非物體�(nèi)部,絕緣體中的電荷只保持在產(chǎn)生靜電的那些區(qū)�,而不�(huì)出現(xiàn)在整�(gè)表面。因而絕緣體接地后不�(huì)失去這些電荷。與絕緣體相�,充電導(dǎo)體接地后便會(huì)失去自身電荷�

  如果將導(dǎo)體瞬間接地(例如,該物體被站立在地上的人觸摸�,那么遠(yuǎn)離帶電體表面的電荷就�(huì)釋放,則�(dǎo)體將帶正電荷�

靜電的危�

  �(huán)境安�

  危險(xiǎn)�(chǎng)合的爆炸起火�

  �(duì)精密�(shè)備的工作要求

  �(chǎn)品性能及可靠�

  抗干擾能�,影響產(chǎn)品銷�

  �(chǎn)品的潛在損傷

  隨著高科技的發(fā)�,靜電所造成的后果已突破了安全問題的界限�

  靜電放電造成的危害是在電�、通信、航空以及一切應(yīng)用現(xiàn)代電子設(shè)�、儀器的�(chǎng)合下�(dǎo)致設(shè)備運(yùn)�(zhuǎn)故障、信�(hào)丟失、誤碼的直接原因之一�

  靜電放電電流有可能被直接耦合到電子設(shè)備的�(shù)�(jù)線,信號(hào)�,控制線等的總線上。在這種情況�,集成電路和特殊用途的集成電路就受到靜電放電的影響�

  �1970年以�,很多靜電問題都是由于人們沒有ESD意識(shí)而造成的,即使�(xiàn)在也有很多人懷疑ESD�(huì)�(duì)電子�(chǎn)品造成破壞。這是�?yàn)榇蠖�?shù)ESD損害�(fā)生在人的感覺以下,因?yàn)槿梭w�(duì)靜電放電的感知電壓為3KV,而很多電子元件在幾百伏甚至幾十伏�(shí)就會(huì)損壞,通常電子器件被ESD損壞后沒有明顯的界限,把元件安裝在PCB上以后再檢測(cè),結(jié)果出�(xiàn)很多問題,分析也相當(dāng)困難�

  特別是潛在的損壞,即使使用精密儀器也很難�(cè)量出其性能有明顯的變化,所以很多電子工程師和設(shè)�(jì)人員都懷疑ESD,但近年試驗(yàn)證明,這種潛在損壞在一定時(shí)限以后,電子�(chǎn)品的可靠性明顯下��

�(duì)�(chǎn)品的危害

  靜電的基本物理特性為:吸引或排斥,與大地有電位差,會(huì)�(chǎn)生放電電��

  靜電吸附灰塵,降低元件絕緣電阻(縮短壽命��

  靜電放電破壞,使元件受損不能工作(完全破壞)�

  靜電放電電場(chǎng)或電流產(chǎn)生熱,使元件受傷(潛在損傷)�

  靜電放電�(chǎn)生的電磁�(chǎng)幅度很大(達(dá)幾百�/米)頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆),對(duì)電子�(chǎn)品造成干擾甚至損壞(電磁干擾)ESD引起的器件擊�,是電子工業(yè)最普遍,最�(yán)重的靜電危害�

  靜電�(duì)電子�(chǎn)品損害的特點(diǎn)隱蔽性:人體不能直接感知靜電,除非發(fā)生靜電放�。人體也不一定能有電擊的感覺,這是�?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2~3KV,所以靜電具有隱蔽性�

  潛在性:有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下�,但多次積累放電�(huì)給器件造成�(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在��

  隨機(jī)性:電子元件什么情況下�(huì)遭受靜電破壞�?可以這么說,從一�(gè)元件�(chǎn)生以�,一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性,其損壞也具有隨機(jī)��

  �(fù)雜性:靜電放電損傷的實(shí)效分析工�,因電子�(chǎn)品的�,細(xì),微小的�(jié)�(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)�(shí),費(fèi)事,要求較高的技�(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀��

�(shí)�(yàn)介紹

  直接通過能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞�

  放電所引起的電�(chǎng)與磁�(chǎng)變化,造成�(shè)備的誤動(dòng)��

  �(duì)不同試驗(yàn)�(jié)果,可以根據(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下�(nèi)容分 類:

  A:技�(shù)要求范圍�(nèi)的性能正常� B:功能暫�(shí)降低或喪�,但可自行恢�(fù)性能� C:功能暫�(shí)降低或喪�,要求操作人員干�(yù)或系�(tǒng)�(fù)�� D:由于設(shè)備(元件)或軟件的損壞或�(shù)�(jù)的喪�,而造成不可恢復(fù)的功能降低或喪失�

  符合A的產(chǎn)�,試�(yàn)�(jié)果判合格。這意味著�(chǎn)品在整�(gè)試驗(yàn)過程中功能正�,性能指標(biāo)符合技�(shù)要求�

  符合B的產(chǎn)�,試�(yàn)�(jié)果應(yīng)視其�(chǎn)品標(biāo)�(zhǔn)、產(chǎn)品使用說明書或者試�(yàn)大綱的規(guī)�,當(dāng)�(rèn)為某些影響不重要�(shí),可以判為合��

  符合C的產(chǎn)�,試�(yàn)�(jié)果除了特殊情況并且不�(huì)造成危害以外,多�(shù)判為不合��

  符合D的產(chǎn)品判別為不合格�

  符合B和C的產(chǎn)品試�(yàn)�(bào)告中�(yīng)寫明B類或C類評(píng)判依�(jù)。符合B類應(yīng)記錄其喪失功能的�(shí)間�

防護(hù)的主要目�

  一、增加生�(chǎn)量(IncreasedYields�

  二、節(jié)省成本(Cost Saving�

  �、產(chǎn)品可靠性較佳(BetterProduct Reliability�

  四、產(chǎn)品壽命較長(ExtendedUsage Life)

方法介紹

  四大原則

  1 �(huán)境控�

  2 人員控制

  3 包裝材料控制

  4 人員�(xùn)�

  基本方法

  1.接地 接地就是將靜電通過一條線的連接放入大地,這是防靜電措施中最直接最有效的�

  �(dǎo)體常用的接地方法有:帶防靜電手腕及工作表面接地等�

  2.靜電屏蔽 靜電敏感元件在儲(chǔ)存或�(yùn)輸過程中�(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中,用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電�(duì)電子元件的影�。最通常的方法是用靜電屏蔽袋作為保護(hù)�

  3.離子中和 絕緣體往往是易�(chǎn)生靜電的,對(duì)絕緣體靜電的消除,用接地方法是無效的,通常采用的方法是離子中和� 即在工作�(huán)境中使用離子�(fēng)�(jī),離子氣��

維庫電子通,電子知識(shí),一查百��

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