《防静电应用》PPT课件

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1、静电是自然界普遍存在的瞬态强电脉冲，其频率在1MHz～500MHz之间3.2防静电应用静电无处不在摩擦：具有不同介电常数的物体之间，接触感应：带电体与导体之间，非接触3.2防静电应用静电产生:形成方式摩擦时，电子从较上的物质转向较下的物质，使较上的物质带正电荷，较下的物质带负电荷物质离得越远，摩擦产生的电荷量越大静电产生:摩擦起电序列中性正电荷逐渐增加负电荷逐渐增加3.2防静电应用静电产生:实例人在地毯上行走产生静电鞋底与地毯摩擦产生静电，并逐渐传输到整个人体鞋与地毯的性质差距越大，走得越快，走的距离越远，环境湿度越小，则产生的

2、静电就越大人体及其衣服：接触面广，活动范围大，与大地之间的电容小(150pF左右)，串联电阻低(150Ω左右)，放电电流可达几十A，上升速度小于ns器件载体：包装容器（袋、盒、包），夹具，传送导轨周边环境：工作台，椅子，地板，焊接工具，装配工具3.2防静电应用静电产生:主要来源运动的速度材料性质的差异（化纤比棉织品严重）物体之间的电容环境湿度（北方比南方严重，内陆比沿海严重）物体的电阻3.2防静电应用静电产生:影响因素3.2防静电应用静电放电:定义什么是静电放电？ESD：ElectricStaticDischarge静电放电是具

3、有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移（GB/T4365-1995)静电放电导致芯片损坏3.2防静电应用静电放电:基本过程静电荷的产生若一个电源对100pF的电容充以10-7C的电荷，可使其端电压达到100V，存贮能量50uJ静电荷的保持与泄漏若介质漏电电阻Rg和空气放电电阻Ra之和为1013量级，则放电时间常数为103s左右若电容不能耐1000V的电压，即会被击穿静电荷的泻放若放电电阻为100欧姆，则放电时间常数为10ns,放电电流峰值可达10A，平均功率可达1000W若放电通道上的器件忍受不了这么大的电流，即会

4、被烧毁人体对器件放电（Human-BodyModel，HBM）：发生概率最大，常作为测试标准机器对器件的放电（MachineModel，MM）：放电电阻小，破坏力大带电器件的放电（Charged-DeviceModel，CDM）：器件通过摩擦或接触带电场致放电（Field-InducedModel）：器件通过静电感应带电3.2防静电应用静电放电:主要形式人体放电的典型波形带电器件放电的典型波形3.2防静电应用静电放电:人体的静电放电如果接受者是元器件，就会对元器件带来损伤或者破坏3.2防静电应用静电放电:对人体的损害人在地毯上行

5、走：鞋与地毯摩擦产生静电(假定为正电荷)人体电荷重新分布：脚带正电荷，手带负电荷人手接近(或触摸)键盘：键盘通过感应(或传导)带正电荷(或负电荷)，接近速度越快，距离越近，电荷越多键盘对地放电或辉光放电：键盘上的元器件损坏3.2防静电应用静电放电:人行走-键盘模型辉光放电对地放电3.2防静电应用静电放电:器件抗静电能力测试I/O-to-VDD/VSSPin-to-PinVDD-to-VSS3.2防静电应用静电失效:失效模式pn结击穿金属化失效键合线开路突发失效（catastrophicdamage)：单次高电压，功能即时丧失隐性

6、失效（latentdamage):多次低电压，寿命缩短，抗应力能力下降现象：MOS器件栅击穿，双极器件pn结击穿因素：输入电阻越高，输入电容越小，越容易失效多发器件：超大规模集成电路（薄栅氧化层），超高频功率晶体管（高压，梳状电极），声表面波器件（小间距薄层电极）3.2防静电应用静电失效:过电压场致失效机理现象：直接烧毁，诱发闩锁效应或二次击穿效应因素：电流截面越小，对地电阻越低，环境温度越高，越容易失效多发器件：反偏pn结，小面积pn结，高温工作条件3.2防静电应用静电失效:过电流热致失效机理甚敏感器件MOS器件：MOSFET

7、，VDMOS，MOS电容栅控器件：JFET，SCR微波与射频器件：GaAsMESFET，HEMT，MIMIC敏感器件MOS数字电路：CMOS，NMOS，存储器与微处理器小信号模拟电路：运算放大器，A/D&D/A双极数字电路：TTL，STTL，ECL中等敏感器件双极器件：pn二极管，双极晶体管阻容元件3.2防静电应用静电敏感性:器件分类3.2防静电应用静电敏感性:CMOS与双极器件nMOSFETVGS>VGDpMOSFETVSG>VDGMOS器件比双极器件更容易被静电损坏输入为绝缘层，无放电通道，静电容易产生及积累输入电容很小（几

8、pF)，耐压不高（通常在±15V～±40V），积累较少的静电电荷（约100pC）即可发生击穿栅-源比栅-漏更容易发生击穿，因为在器件的正常工作条件下，栅-源电压的绝对值大于栅-漏电压的绝对值3.2防静电应用静电敏感性:发射结与收集结发射结比收集结更容易发生静电放