ESD防护基础知识

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1、静电：物体表面过剩或不足的相对静止不动的电荷。静电是一种电能，它留存于物体表面；静电是正电荷与负电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电现象：是电荷的产生和消失过程中产生的电现象的总和。静电引起的自然现象如：闪电等。第一部分：防静电的基本概念一、防静电的基本概念：定义1、静电材料按电阻率划分的静电导体、静电耗散体、静电绝缘体与“动”电（流动的电流）情况下按电阻率划分的导体、半导体、绝缘体完全不同。2、静电具有高电位、低电量、小电流以及作用时间短的特点。3、受环境条件，特别是湿度的影响比较大，静电测量时复现性差，瞬态现象多。1、起电的方式不同2、能量相差很大

2、3、表现形式不同4、欧姆定律的适用性不同二、静电的主要特点三、静电与工业电的区别1.由于电子的得与失使物体失去电平衡，就产生了静电。静电产生的基本过程可归纳为：接触→电荷转移→偶电层的形成→电荷分离。2.物体的起电方式主要有：1）物体间的摩擦，产生的热可使电子转移，产生静电；2）物体间的接触与分离；3）电磁感应；4）摩擦与电磁感应综合效应。常用物品摩擦起电序列四、物体的起电方式静电荷通过中和与泄漏自行消失的现象称为电荷的消散或衰减，电荷一般按指数规律衰减。六、静电积累规律静电的起电与衰减两个相反的过程同时存在，一般把静电荷的起电与衰减达到动态平衡称为电

3、荷的净积累规律。五、静电衰减规律六、静电效应物体带静电后主要会产生以下效应：1、静电力学效应，包括静电引力、静电排斥力2、静电感应效应3、静电放电效应主要是利用电荷的同性相吸、异性相斥和静电吸附的特性，主要应用　在：1、静电除尘技术2、静电复印与摄影技术3、静电涂覆技术4、静电分选技术5、静电生物效应等七、静电的应用技术八、人体静电人体静电：指由于自身行动或与其它的带电物体相接触或相接近而在人体上产生并积聚的静电。人体静电的起电方式主要有：①、步行起电。②、摩擦起电。③、静电感应起电。④、接触传导带电。静电放电（ESD）:当带电体上的电荷所产生的电场，

4、其电场强度超过周围介质的绝缘击穿电场强度时，带电体表面附近的介质就发生电离，引起静电电荷转移，因而使带电体上电荷趋向减少或消失，这种情况又叫静电放电。（Electrostaticdischarge，缩写为ESD）九、静电放电效应右图是ESD对电子元件的损害，箭头所指处为静电放电后造成的“爪型脚”，使集成电路部分损坏。（该图放大320倍）十、静电放电损伤1.即时失效：又称为硬击穿或突发性完全失效,它是器件的一个或多个电参数突然劣化,完全失去规定功能的一种失效。2.延时失效：如果带电体的静电位或存贮的静电能量较低，仅能供给短暂发生的局部击穿能量，或ESD回

5、路有限流电阻存在，一次ESD脉冲不足以引起器件发生突发性完全失效，但它会在器件内部造成轻微的损伤，使器件的性能劣化或参数指标下降，降低了器件抗静电的能力、使用可靠性与寿命，使其运行一段时间后，出现故障而不能正常工作。十一、ESD损伤的失效模式1.典型的ESD失效机理包括：1)热二次击穿、2)金属化熔融、3)体击穿、4)介质击穿、5)气弧放电、6)表面击穿。前三者的失效机理与能量有关，而后三者的失效机理与电压有关。2.典型ESDs器件失效分析示例表十二、典型的ESD损伤失效机理组成部分元器件类型失效机理失效标志MOS结构MOSFET、MOSIC等由于电压

6、过高引起介质击穿短路半导体结二极管、晶体管、可控硅等能量集中，热二次击穿短路薄膜电阻混合IC、密封薄膜电阻器介质击穿或热量有关的微通道破坏电阻漂移金属化条单片或混合IC与焦耳热量有关的金属烧毁开路场效应结构石英陶瓷封装LSI或EPROM电荷注入绝缘材料性能退化压电晶体晶振、声表面波器件电压过量使机械压力造成晶体断裂性能退化近间距电极未钝化金属、未防护半导体电弧放电使电极金属熔融或烧毁性能退化3.SSD：在日常操作、贮存、传递、测试过程中容易因静电放电而引起损伤的器件称为静电敏感器件。（ElectrostaticSensitiveDevice）典型器件静

7、电敏感度元器件类型损坏电压(V)元器件类型损坏电压(V)Pentium5J.FET140V.MOS30SAW150MOSFET100OPAMP190EPROM100CMOS2504.操作者典型活动产生的静电电压人体动作相对湿度下静电电压(V)10％40％55％人在塑胶地板上行走1200050003000人在工作台面上工作6000800400从塑料管中取出DIP2000700400从塑料盘中取出DIP1150040002000从泡沫塑料中取出DIP1450050003500从塑料包装中取出PCB26000200007000用泡沫塑料包装PCB210001

8、10005500由于器件集成度的不断提高，电路密集度更高，致使其耐击穿电压愈来愈低。静电在电子