《ESD静电防护》培训试题及答案

《ESD静电防护》培训试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在相对湿度为40%RH的无尘室内，人体行走时鞋底与环氧地坪摩擦产生的静电电压峰值最接近下列哪一数值？A.100V  B.500V  C.2kV  D.8kV答案：D2.依据IEC6134051:2016，对EPA区域中防静电工作椅的点到点电阻要求应处于：A.1.0×10⁴Ω～1.0×10⁶Ω  B.7.5×10⁵Ω～1.0×10⁹Ω  C.1.0×10⁶Ω～1.0×10¹⁰Ω  D.1.0×10⁹Ω～1.0×10¹¹Ω答案：B3.某CMOS器件的HBMESD敏感度为500V，若采用“浮地”测试夹具进行老化，其失效概率将：A.降低至1/10  B.基本不变  C.提高约3倍  D.提高超过10倍答案：D4.在EPA入口设置离子风机的主要目的为：A.降低环境湿度  B.中和绝缘体表面静电  C.提高地面导电率  D.增加气流速度答案：B5.下列哪项不是ANSI/ESDS20.20中规定的“基本认证要求”？A.接地系统验证  B.包装标识  C.人员培训记录  D.年度管理评审答案：B6.使用表面电阻测试仪测量防静电台垫时，若电极间距为25cm，测得结果为3.2×10⁷Ω，则其单位面积电阻（Ω/□）最接近：A.3.2×10⁷  B.8.0×10⁶  C.1.3×10⁸  D.6.4×10⁷答案：B7.当手腕带内嵌1MΩ限流电阻断路时，下列哪项最可能发生？A.人体电位瞬间升高  B.接地电阻降低  C.恒流源报警  D.皮肤烧伤答案：A8.对CDM敏感度为200V的器件，在自动贴片机上料时应优先选用：A.金属料轨+导电PE袋  B.防静电吸塑盘+离子风  C.普通塑料管+湿海绵  D.纸托盘+UV固化胶答案：B9.依据JEDECJESD625A，下列哪种标识代表“ESD防护包装等级1”？A.黑色三角形内手形符号  B.蓝色三角形无字母  C.红色手形+字母“C”  D.黄色手形+字母“B”答案：A10.在EPA内使用普通透明胶带粘贴图纸，其静电风险主要来源于：A.剥离起电  B.感应起电  C.传导起电  D.压电效应答案：A11.若某接地母铜排截面积为16mm²，长度20m，直流电阻约1.1mΩ，则当10AESD脉冲持续1μs时，其两端电位升高约为：A.0.11mV  B.1.1mV  C.11mV  D.110mV答案：C12.对EPA进行季度审核时，发现某操作员鞋底电阻为9.8×10¹⁰Ω，应采取的首要措施是：A.立即更换防静电鞋  B.增加离子风机数量  C.降低环境湿度  D.改用导电手套答案：A13.在ESD失效分析实验室，使用SEM观察栅氧击穿点前，样品必须：A.高温烘烤  B.镀金膜  C.接地短接  D.液氮冷却答案：C14.当环境湿度从55%RH降至25%RH时，聚丙烯容器表面静电半衰期通常：A.缩短至1/5  B.基本不变  C.延长5倍以上  D.延长50倍以上答案：D15.依据IEC6100042，接触放电±8kV测试时，电流波形上升沿时间为：A.0.7～1ns  B.5ns  C.30ns  D.100ns答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选、少选、错选均不得分）16.下列哪些措施可有效降低FIB（聚焦离子束）设备中的ESD损伤？A.样品台接地  B.使用导电胶固定芯片  C.腔体通入SF₆  D.增加电子floodgun答案：A、B、D17.关于ESD防护接地系统，下列说法正确的有：A.交流设备保护地线与ESD地线可共用同一接地极  B.接地极电阻应≤2Ω  C.不同楼层EPA必须设置等电位连接  D.防静电地垫必须与设备机壳相连答案：A、B、C18.在SMT贴片线，下列哪些位置必须设置静电实时监控仪？A.上料口  B.回流炉出口  C.AOI后段  D.真空包装工位答案：A、B、D19.下列哪些属于ESD失效的“软损伤”特征？A.漏电流增加10%  B.阈值电压漂移2mV  C.栅氧完全击穿  D.反向恢复时间缩短5%答案：A、B、D20.进行ESD风险评定时，必须采集的数据包括：A.人体行走电压峰值  B.环境温湿度曲线  C.设备漏电流  D.接地系统阻抗频谱答案：A、B、D三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）21.金属镀层厚度大于1μm的屏蔽袋可视为“静电屏蔽”材料。答案：√22.当离子风机平衡电压≤±50V时，可完全替代接地手腕带。答案：×23.依据ANSI/ESDSTM11.31，屏蔽袋屏蔽电压衰减应≤30V。答案：√24.使用接地金属镊子夹取裸Die时，无需再佩戴防静电手指套。答案：×25.在干燥氮气柜中存储器件，可豁免CDM防护要求。答案：×26.防静电PVC地板蜡中若含季铵盐，其表面电阻会随湿度降低而升高。答案：√27.ESD事件产生的EMI可引发MCU程序跑飞，但不会出现硬件击穿。答案：×28.采用“浮地”示波器探头测量ESD脉冲时，共模干扰会显著增加。答案：√29.依据JEDEC标准，HBM测试时器件所有非测试引脚必须悬空。答案：×30.防静电工作服若使用碳纤维网格间距5mm，其屏蔽效率在1GHz时可达20dB以上。答案：√四、填空题（每空2分，共20分）31.IEC6134051规定，EPA内绝缘体与ESDS器件的静电电位差应小于________V。答案：10032.当使用平行电极法测量薄膜表面电阻时，若电极长度为10cm、间距为1cm，测得总电阻为5×10⁸Ω，则其表面电阻率为________Ω/□。答案：5×10⁷33.人体电容模型中，若人体电容为150pF、电阻为1.5kΩ，接触4kV静电时的峰值电流约为________A。答案：2.6734.在CDM测试中，器件封装与充电板之间的典型电容为________pF量级。答案：6～2035.依据ANSI/ESDSTM97.2，测量人体行走电压时，地板材料与鞋底组合的系统电阻应记录________%RH下的数据。答案：12±336.当离子风机发射针污染时，其平衡电压绝对值会________（升高/降低）。答案：升高37.若接地铜编织线截面积为4mm²，允许通过的最大工频故障电流密度为________A/mm²。答案：3038.防静电屏蔽袋的“法拉第笼”效应在________MHz以上频率开始显著衰减。答案：3039.对于HBM敏感度为250V的器件，其栅氧厚度大约为________nm。答案：7～940.在ESD失效分析中，使用EMMI定位缺陷时，若光子波长为1.1μm，则对应半导体带隙约为________eV。答案：1.13五、简答题（每题8分，共24分）41.简述“软失效”与“硬失效”在ESD事件中的区别，并给出各一个典型测试现象。答案：软失效指器件电参数漂移但仍满足规范，功能未完全丧失，如MCU在±2kVHBM冲击后漏电流增加5%，但系统仍可运行；硬失效指器件出现物理损坏，功能完全丧失，如CMOS反相器在±500VHBM后栅氧击穿，输入端短路至VSS，输出恒为低电平。42.某生产线发现离子风机平衡电压为+180V，请列出四条排查步骤并说明原理。答案：（1）检查发射针污染：污染导致正离子发射效率下降，负离子过剩，平衡电压正向偏移；（2）测量反馈极板电压：若极板积尘，反馈信号失真，控制电路误判，需清洁极板；（3）验证高压模块输出：用高压探头测量±高压端，若正高压跌落，更换模块；（4）气流方向校准：气流若被挡板反射，造成空间电荷分布不均，重新调整倾角使覆盖区均匀。43.说明“接地监控仪”与“腕带检测仪”在硬件电路上的核心差异。答案：接地监控仪采用高共模抑制差分放大器，实时采样接地母线与大地之间的阻抗，使用10kHz正弦恒流源，通过相位检测区分电阻与电感分量，报警阈值可设0.9～1.1Ω；腕带检测仪使用DC恒压源（典型1.2V），串联1MΩ标准电阻，通过比较人体+腕带串联回路电流是否处于0.9µA～1.2µA窗口，超出即触发LED与蜂鸣器，电路无需高精度频率响应，成本更低。六、计算题（每题10分，共20分）44.某EPA接地系统采用TNS结构，已知变压器中性点接地电阻RN=0.8Ω，EPA接地极RE=1.2Ω，两者间距150m，土壤电阻率ρ=100Ω·m，若发生50Hz短路故障，故障电流IF=300A，计算EPA地电位升高并判断是否超出安全限值（≤50V）。答案：地网电位升高UE=IF×RE=300A×1.2Ω=360V中性点电位升高UN=IF×RN=300A×0.8Ω=240V两地网之间电位差ΔU=360V–240V=120V因120V>50V，超出安全限值，需设置等电位连接或降低RE。45.在HBM测试电路中，Cs=100pF，Rs=1.5kΩ，初始电压V0=2kV，器件并联电容Cd=5pF，求放电后1μs时刻器件两端电压（忽略电感）。答案：总电容Ct=Cs+Cd=105pF时间常数τ=Rs·Ct=1.5kΩ×105pF=157.5ns1μs=1000ns≈6.35τV(t)=V0·e^(–t/τ)=2000V·e^(–6.35)≈2000V×0.00174≈3.48V故1μs时刻器件两端电压约3.5V。七、案例分析题（共31分）46.背景：某封装厂BGA测试工位连续出现3起功能失效，失效模式为I/O漏电流>10μA（规范<1μA）。失效芯片经EMMI定位发现I/O缓冲区内热点，去层后SEM观察到金属互熔。现场记录显示：测试机台接地电阻1.8Ω，操作员腕带监测仪报警被临时关闭，环境湿度28%RH，离子风机维护记录缺失。问题：（1）给出最可能的ESD失效模型；（3分）（2）列出五条根本原因；（10分）（3）给出七条纠正措施并注明验证方法。（18分）答案：（1）最可能模型：CDM（器件充电后通过测试针脚对地放电）。（2）根本原因：a.测试机台接地电阻超标（>1Ω），导致放电回路阻抗高，器件内部瞬间电压升高；b.腕带监测仪被关闭，操作员可能带电接触器件；c.离子风机失效，绝缘测试插座表面电荷无法中和；d.环境湿度28%RH，远低于建议45%～65%RH，摩擦起电电压倍增；e.测试插座为PPS绝缘材料，未做导电改性，器件与插座摩擦产生电荷。（3）纠正措施与验证：1.更换测试机台接地线，截面积≥6mm²铜线，重新测量