ESD的相關介紹

一 為何要關注靜電
在日常生活中，我們都體驗過靜電。一般在冬日干燥環境下，人體易產生靜電，用手在觸摸導電材料時，手指與導電材料間產生電荷釋放。我們的感覺也就是麻了一下。但靜電對于半導體等電子元件的危害卻不一般。這也就是為什么我們接觸半導體芯片時，要先將自身的靜電釋放。
據不完全統計IC失效60%由于靜電傷害。如今的半導體器件做的越來越精密，對于靜電的防護要求也越來越高。
 
二 什么是靜電與ESD
靜電是物體上多余的電荷。它產生的效應包括帶電體之間的作用和電場。而ESD（electro static discharge）即靜電釋放的意思。
 
三 靜電的特點
3.1 高電位
靜電可高達數萬至數十萬伏，人體對于3KV一下的靜電不易感知。
 
3.2低電量
靜電的電流多為微安級
 
3.3 作用時間短
微秒級別
 
3.4 受環境的影響大
對于濕度特別敏感，濕度上升則靜電電壓下降，
 
四 靜電的影響
4.1 有利
1 復印機
2 環境控制（吸塵）
 
4.2 有害
1 使元器件吸附空氣中的塵埃，影響元器件的散熱。
2 靜電產生的磁場對電子元件產生干擾
3 靜電釋放會擊穿或燒毀電子元件

五 靜電的產生方式
5.1 摩擦
不同的絕緣材料間的摩擦產生靜電如下圖。

5.2 傳導（接觸）
接觸和分開帶電如下圖。

5.3 感應
帶有靜電的物體在電場的作用下使另一個物體也帶有靜電（對導體，半導體有效）。


六 靜電釋放模型
6.1 人體放電模式
當人體活動時，身體和衣服之間摩擦產生靜電，若不及時的將電荷轉移給大地，而是直接轉移給對靜電敏感的器件而造成損壞。
 
6.2 機器放電模式
指機器本身積累了靜電（如機械手臂）觸碰IC時，因為機器多為金屬，等效電阻幾乎為0，所以放電過程極短，在短時間內會有大量電流產生。
 
6.3 元件充電模式
指IC因為摩擦或其他原因在內部積累了靜電，但在靜電積累的過程中并未損傷。當帶有靜電的IC在接觸接地面時，IC內部的靜電會從其PIN釋放。
 
七 如何防護靜電

7.1 靜電泄漏與消耗
1 使用防靜電材料
2 接地
(1) 軟接地：地線串接阻值較高的電阻后再接地
(2) 硬接地：將地線直接接低電阻接地。
 
7.2 靜電中和
將正負離子與電源上的正負電荷中和，從而消除靜電源上積累的靜電。
 
7.3 靜電屏蔽
用金屬線與金屬網等將帶電的物體包覆。限制物體對周圍環境產生電氣作用
 
7.4 增濕
在允許增濕的場所增濕，可以降低靜電絕緣體表面電阻率，增強其導電性。提高電荷泄漏速度。
 
八 與靜電有關的標準
8.1 國內標準
GJB3007-2009

8.2 美國標準
ANSI/ESD S20.20-2007
可以認為ESD20.20 是一個買方認證標準， 對于那些芯片、電子元器件、電源及轉換器、顯示屏的制造商而言，要成為知名品牌的供應商，ESD20.20 近似于一個強制認證標準。
 
8.3 國際標準
IEC 61340-5-1:2007
 
8.4 行業標準
SJ/T10694-2006