《静电的产生与预防》PPT课件.pptx

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1、1ESD产生与预防2ESD是什么ESD是代表英文E Electro S Static D Discharge，即“静电放电”的意思。ESD是以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）及和电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（EMI）及电磁兼容性（EMC）问题越来越重视。3人体与静电（一）环境湿度人体活动RH10-20%RH65-90%在地毯上走动35,000V15,000V在已烯树脂地板上行走12,000V250V在工作台上操作6,000V1

2、00V包说明书的已烯树脂封皮7,000V600V从工作台上拿普通塑料袋20,000V1,200V从垫有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起18,000V1,500V静电电位4质地不同的工作服和内衣摩擦时人体带电电压（kV）工作服内 衣棉纱毛丙烯聚酯尼龙维棉纯棉1.20.911.714.71.51.8维尼纶55%、棉45%0.64.512.312.34.80.3聚酯65%、人造丝35%4.28.419.217.14.81.2聚酯65%、棉45%14.115.312.37.514.713.85人体静电放电的电流波形 t/nsI/A50A100nsU0=40kV 从从图中可以看出，静电放电过程，其图中可以看

3、出，静电放电过程，其峰值电流可达数十峰值电流可达数十安培安培，实验室利用，实验室利用ESDESD模拟器和电流靶可以观测到数百安培模拟器和电流靶可以观测到数百安培的静电放电电流，其电磁辐射场可在附近导线上的静电放电电流，其电磁辐射场可在附近导线上感应出数百感应出数百伏乃至上千伏的电压伏乃至上千伏的电压。50pF50pF100pF100pF100pF100pF50pF50pF50050010k10k人体的电容和电阻 6人体与静电（二）电击感觉是由于人体静电瞬间释放静电瞬间释放造成的虽然人体感觉不到1,000伏以下的静电，仍可能成为设备故障的原因人体带电量电击程度1,000V 完全没有感觉3,000

4、V 感到刺痛5,000V 手掌甚至手腕感到发麻7,000V 手掌感到强烈疼痛、麻痹10,000V 整个手都觉得痛，并且感到触电12,000V 感到整个手受到强烈冲击7静电放电 通常，积累在物体上的电荷有两种释放方式：通常，积累在物体上的电荷有两种释放方式：泄漏泄漏；火花。火花。由于由于火花放电会引起燃烧爆炸之类灾害事故的发生，火花放电会引起燃烧爆炸之类灾害事故的发生，所以所以泄漏泄漏是物体放电的首选方式是物体放电的首选方式。由于由于湿度湿度的关系，物体携带的电荷可以通过空气泄漏。的关系，物体携带的电荷可以通过空气泄漏。湿度愈湿度愈高，物体上携带的电荷泄漏得愈快。高，物体上携带的电荷泄漏得愈快。

5、使用使用离子发生器向空气中释放与物体携带电荷极性相反的电离子发生器向空气中释放与物体携带电荷极性相反的电荷荷，可以可以与物体携带的电荷相互抵消。空气中的离子将被吸附到物体上，与物体携带的电荷相互抵消。空气中的离子将被吸附到物体上，与物体与物体上的电荷中和，空气中产生的离子愈多，电荷的中和速度就愈快。上的电荷中和，空气中产生的离子愈多，电荷的中和速度就愈快。8电子器件的静电破坏电压 通常，人体不会感受到1000KV以下的电压所产生的放电。由于大多数电子器件对数百伏电压产生的放电都会非常敏感，所以元器件的损坏可能来自人们所不能感受到的或看得到的放电。器件类型静电破坏电压器件类型静电破坏电压VMoS

6、301800OP-AMP1902500MoSFET100200JEFT1401000GaAsFET100300SCL6801000PROM100STTL3002500CMoS2502000DTL3807000HMOS50500肖特基二极管3003000EDMOS2001000双极型晶体管3807000ECL3002500石英压电晶体100009静电对电子产品损害形式静电的基本物理特性为：吸引吸引或排斥排斥，与大地有电位差而产生放与大地有电位差而产生放电电流电电流。这三种特性能对电子元件影响如下：静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。静电放电电

7、场或电流产生的热使元件受伤(潜在损伤)静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)、谱极宽(从几十兆到几千兆)，对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰)10静电的危害静电是时时刻刻到处存在的，随着集成电路集成电路的密度越来越大，一方面其二氧化硅膜二氧化硅膜的厚度越来越薄（微米微米_纳米纳米），其承受的静电电压越来越低。另一方面，产生和积累静电的材料如塑料塑料，橡胶橡胶等大量使用，使得静电越来越普遍存在，仅美国电子工业每年因静电造成的损失达几百亿美元，因此静电破坏已成为电子工业的隐形杀手隐形杀手。是电子工业普遍存在的硬病毒硬病毒，在某个时刻内外因条件具备时就要发作。11静电破坏的特点1.1.隐蔽性

8、隐蔽性人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是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23 KV,所以静电具有隐蔽性。2.2.潜在性潜在性有些电子元器件受到静电损伤后的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。因此静电对器件的损伤具有潜在性。3.3.随机性随机性电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件产生以后，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动性性。其损坏也具有随机动性性。4.4.复杂性复杂性静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较高的

9、技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。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，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。12产生静电危害的过程1.元件制造过程在这个过程，包含制造，切割、接线、检验到交货。2.印刷电路版生产过程收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。3.设备制造过程电路板验收、储存、装配、品管、出货。4.设备使用过程收货、安装、试验、使用及保养。5.设备维修过程在制造、使用、维修的整个过程中，元件都可能遭受静电的

10、影响。而实际上，最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程传送与运输的过程，其间不但包装因移动容易产生静电外，而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近，工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏，所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失，避免无谓之纠纷。13 物体带电顺序表 电荷的电荷的移动方向移动方向带带正正电电荷荷侧侧玻玻璃璃云云母母尼尼龙龙羊羊毛毛人人造造丝丝绢绢 人人体体皮皮肤肤丙丙烯烯棉棉布布铝铝 纸纸 麻麻 琥琥珀珀铁铁、铜铜、镍镍橡橡胶胶金金 涤涤纶纶赛赛璐璐珞珞聚聚四四氟氟乙乙烯烯带带负负电电荷荷侧侧14消除静电的方法通过接地使静电荷向大地释放，不使静电荷积累

11、用离子风机吹出相反电荷的离子风进行中和-+15静电防护 1.佩戴防静电腕带防静电腕带并接地接地(静电从手泄放到大地)防静电手环由高导电金属防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线保护电阻及插头或夹头组成。2.使用防静电垫（地面）防静电垫（地面）/防静电鞋防静电鞋/袜袜(静电从脚导到大地)通过防静电垫、地面，防静电椅子、鞋袜，形成组合接地。3.实施SRG保证良好的接地（包括金属线槽、钢架、空调等全部接入SRG等电位地网）4.使用防静电包装SRG-Signal Reference GridSRG需要注意以下要点：SRG与共用地线有多个接触良好的接地点。SRG应该以网状结构连接，栅格宽度不超过米。机房内的所

12、有设备，包括主机、存储机柜、地板支柱、空调、金属线槽等都需要连接到SRG上，SRG要接到配电柜的地线排上。17防静电手环注意事项使用防静电手环操作时不允许断开不允许断开，否则会失去接地作用。防静电手环扣扣得不紧得不紧造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大有些防静电手环的电阻就是带子本身的，当触及地时使其电阻大大减小，有可能因此造成对人体电击的危险。防静电手环应有专门专门的带插座的接地线的带插座的接地线与地连结，不能夹在桌面或桌边的金属体上，因为这些金属体对地的电阻可能很大。要定期检查防静电手环的电阻。18防静电包装 由具有导静电的塑料材料制成。防静电屏蔽材料(袋)：该种材料由基材、全属镀膜层和热封层多层复合而成，通常是半透明的。还有一种又能防静电又能屏蔽电磁双重功能的包装袋。通常是不透明的。可应用在有静电和电磁防护的场所。