靜電放電及防護(hù)基礎(chǔ)知識
靜電放電及防護(hù)基礎(chǔ)知識
一.術(shù)語及定義
1.靜電： 物體表面過剩或不足的靜止的電荷
2.靜電場：靜電在其周圍形成的電場
3．靜電放電：兩個具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。
4.靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓
5.靜電敏感器件：對靜電放電敏感的器件
6.接地：電氣連接到能供給或接受大量電荷的物體，如大地，船等.
7.中和：利用異性電荷使靜電消失
8.防靜電工作區(qū)：配備各種防靜電設(shè)備和器材，能限制靜電電位，具有明確的區(qū)域界限和專門標(biāo)記的適于從事靜電防護(hù)操作的工作場地
二、靜電的產(chǎn)生：
1.摩擦:在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的最普通方法，就是摩擦生電。材料的絕緣性越好，越容易是使用摩擦生電。另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電；。
2.感應(yīng)：針對導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如將其置于一電場中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)電子就會轉(zhuǎn)移。
3.傳導(dǎo)：針對導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。
三、靜電對電子工業(yè)的影響
集成電路元器件的線路縮小，耐壓降低，線路面積減小，使得器件耐靜電沖擊能力的減弱，靜電電場（Static Electric Field）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手。同時大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機會大增。日常生活中如走動，空氣流動，搬運等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認(rèn)為只有CMOS類的晶片才對靜電敏感，實際上，集成度高的元器件電路都很敏感。
A．靜電對電子元件的影響
A）靜電吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響產(chǎn)品的功能與壽命。
B）因電場或電流破壞元件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞）。
C）因瞬間的電場或電流產(chǎn)生的熱，元件受傷，仍能工作，壽命受損。
B、靜電損傷的特點：
1.隱蔽性人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電，但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺。這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3KV。
2.潛伏性有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對靜電的敏感性。已產(chǎn)生的問題并無任何方法可治愈。
3.隨機性電子元件什么情況下會遭受到靜電破壞呢？可以這么說，從一個元件生產(chǎn)后一直到它損壞以前所
有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機性。由于靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的，及難預(yù)測和防護(hù)。
4.復(fù)雜性靜電放電損傷分板工作，因電子產(chǎn)品的精細(xì)，微小的結(jié)構(gòu)特點而費時、費事、費錢，要求較復(fù)雜的技術(shù)往往需要使用掃描電鏡等精密儀器，即使如此有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效，這是對靜電放電損害未充分認(rèn)識之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因。
5.嚴(yán)重性ESD問題表面上看來只影響了制成品的用家，但實際上亦影響了各層次的制造商，如：保用費、維修及公司的聲譽等等。
四、ESD三種型式
1.人體型式即指當(dāng)人體活動時身體和衣服之間的摩擦產(chǎn)生摩擦電荷。當(dāng)人們手持ESD敏感的裝置而不先拽放電荷到地，摩擦電荷將會移向ESD敏感的裝置而造成損壞。
2．微電子器件帶電型式既指這些ESD敏感的裝置，尤其對塑料件，當(dāng)在自動化生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生摩擦電荷，而這些摩擦電荷通過低電阻的線路非常迅速地瀉放到高度導(dǎo)電的牢固接地表面，因此造成損壞；或者通過感應(yīng)使ESD敏感的裝置的金屬部分帶電而造成損壞。