ESD控制的原理和方法.PPTVIP

ESD控制的原理和方法 Content 1.静电的产生及危害 2.静电放电材料及模型 3.ESD控制原理、技术与要求 4.美国国家标准/ESD协会标准S20.20(国际标准） 术语及定义 静电： 物体表面过剩或不足的静止的电荷 静电场：静电在其周围形成的电场 静电放电ESD(Electrostatic Discharge)：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 防静电工作区 EPA(ESD Protective Area)：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地 静电的产生 1.摩擦－接触分离 影响摩擦电量的因数： 物质材料，相对湿度，摩擦频率，接触面积 2.感应 3.传导 典型的ESD电压 静电带电序列 人体带电和电击感应程度的关系 静电的危害 静电损伤的特点 1.隐蔽性。人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。 2.潜伏性。有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。 3.随机性。从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。 4.复杂性。静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别 5.严重性。二十世纪中后期静电危害震惊世界。 高科技工业生产中静电危害的形成 静电防治材料定义 Conductive Materials导电材料 表面电阻率小于1x105Ω/□,或其体电阻率小于1x104Ω-CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL-263B) Static Dissipative Material静电消散材料 表面电阻率大于1x 105Ω/□且小于1x 1012Ω/square,或其体电阻率大于1x104Ω-CM且小于1x1011Ω-CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL-263B) Anti-Static Material 抗静电材料 -能抑制摩擦生电的材料(ESDA ADV.1.0) -能抑制摩擦生电至200V以下的材料(EIA-625) -抗静电材料并不须要量测其表面电阻率或体电阻来决定其特性. Insulating Material 绝缘材料 表面电阻率大于1x1012Ω/□或其体电阻率大于1x1011Ω-CM的材料(EIA-625-1994);ESDA ADV 1.0-1994) Static Shielding Material 静电屏蔽材料 表面电阻率等于或小于104Ω/□的材料(EIA-625) 易在静电场中产生静电感应和静电放电而损坏产品，通常在屏蔽材料内层复合一层静电耗散材料。 静电放电的模型 1. 人体带电模型(Human Body Medel,HBM) Discharge to the Device 模拟由站立人体之手指尖端放电至元件的现象 100pF+1500Ω 放电上升时间2～10ns,脉冲宽度大约150ns 2. 机器带电模型(Machine Model,MM) Discharge to the Device 200pF+500nH电感，无放电电阻。放电上升时间5～8ns,大约80ns周期的正弦衰减波形 3. 元件带电模型(Charaged Device Model,CDM) Discharge from the Device 模拟一带电元件经由一脚接地而放电的現象 1～几十pF+0Ω.放电上升时间0.2ns,放电电流可达几十A 造成ESD故障的主要原因 电流上升時间最快速 静电控制的基本概念 设计你的元件、产品和装配，使其更合理的避免静电放电(ESD)的作用。可能的话，使用对静电不敏感的元件，或者对你使用的那些静电放电敏感的元件提供适当的输入保护。 从工作环境中尽可能地减少或消除许多静电产生的工序或材料，如普通塑料。 接地 离子中和 防止要发生的静电放电接触到敏感元件和装配。 加强管理和监测 接地 接地是最简单有效的技术 接地的原则：人员和设备安全 在大多数情况下，第三条导线（保护接地）交流设备接地是接地的最优先选