ESD(Electrostatic-Discharge)基础知识

1、ESD（Electrostatic Discharge）基础知识,关于静电放电（ESD）的等级数据,测试等级 接触放电：2kV、4kV、6kV依次测试。 空气放电：2kV、4kV、8kV依次测试。 水平耦合板放电： 2kV、4kV、6kV 垂直耦合板放电： 2kV、4kV、6kV 测试模式 230V/50Hz供电和电池模式 10次，每次放电间隔1秒。 电池供电设备，每次放电后都必须确保电荷的泻放。 环境条件要求 温度：15-35 15 相对湿度：30%-60% 大气压：86kPa-106kPa,放电点的选择,放电点的选择,测试set-up,测试set-up,放电电流波形,30A尖峰电流流过CP

2、U部分的地线！,静电发生器等效电路,人体模型,半导体器件手册给出的ESD保护等级通常基于人体模型。,测试方法,接触放电 可触及部位，如螺钉，金属板 +/-2KV，+/4KV， +/6KV依次测试 尖头 空气放电 不可直接触及部位，如塑料外壳的缝隙、插座孔等 +/-2KV，+/4KV， +/8KV依次测试 圆头 耦合板放电 垂直耦合板（VCP）、水平耦合板（HCP） 模拟对装置附近的物体放电的影响 电池供电设备 每次放电后都必须确保电荷的泻放，如短暂接地或者通过470K泻放电阻。,测试规格,ESD与环境,典型案例,按键板前的铁板 一体化参数板的血氧输入 24C看门狗/复位电路 5000按键板,相

3、关因素,输入接口电路 复位电路 可编程逻辑器件 PCB布板 MOSFET PLL,有关静电的基本定义(续),静电感应,有关静电的基本定义(续),日常生活可以感觉得到的静电现象：,闪电 冬天在地毯上行走及接触把手时的触电感 在冬天穿毛衣时所产生的噼啪声,这些对我们平常生活没有很大影响，但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击。,静电放电(ESD)-ElectroStatic Discharge,在具有不同静电势的两个物体之间的静电转移。,有关静电的基本定义(续),静电敏感器件(ESDS)-ElectroStatic Discharge Susceptibility,日常操作、试验和运输容易遭受静电

4、场或静电放电所损害的分立器件、集成电器或组件. 注：损害包括器件性能的任何降低或不正常。,有关静电的基本定义(续),有关静电的基本定义(续),细菌 流行病菌,细菌感染,引起各类疾病 人离不开细菌,各种菌类食物,蔗糖变塑料等 静电 闪电击人,损坏电子元器件 静电复印机,静电除尘,生物效应,MOTOROLA定义的静电敏感器件(ESDS)分类：,0类：0200V 1类：0 V1999V 2类：2000V3999V 3类：4000V15999V N类：16000V以上，非静电敏感元器件,有关静电的基本定义(续),MOTOROLA通信设备选用的敏感器件，其敏感性范围大多数为0类N类共存混装于印制电路板上

5、，故对其的静电防护必须按 0类 静电敏感器件进行。,有关静电的基本定义(续),一般现象的静电值：,静电放电的破坏,ESD,半导体破坏率的分配：,资料由Semiconductor Reliability提供 (March,1993),59%都是由静电引致的,静电放电的破坏(续),静电对集成电路的损伤主要表现为：,芯片内热二次击穿 金属喷镀熔融 介质击穿 表面击穿 体积击穿等,最后综合表现为功能故障甚至造成人身伤害。,静电放电的破坏(续),半导体的损坏形式有两种：,1.灾难性损坏 器件不能操作 约占受静电破坏的原件的百分之十,2.潜在性损坏 器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加 约占受静电破坏原件的百分之九十,防静电方法,1.接地 2.静电屏蔽 3.离子中和,防静电的三种基本方法：,接地就是将静电通过一条线的连接放入大地，这是防静电措施中最直接最有效的。 导体常用的接地方法有：带防静电手腕及工作表面接地等。,防静电方法一：接地,防静电方法,静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响。最通常的方法是用静电屏蔽袋作为保护。,防静电方法二：静电屏蔽,防静电方法,