靜電危害及其防護(hù)第1頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)2?

1.1靜電和靜電放電的

定義和特點(diǎn)．什么是靜電

？

靜電就是靜止不動(dòng)的電

荷什么是靜電放電呢

？接觸放電

、空氣放電第2頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-123?

1.1靜電和靜電放電的

定義和特點(diǎn)·對(duì)電子元器件來(lái)說(shuō)

，靜電放電

C

ESD

）

是廣義的過(guò)電應(yīng)力的一種

。廣義的過(guò)電應(yīng)力是指

元器件承受的電流或電壓應(yīng)力超過(guò)其允許的最大范圍

?！とN過(guò)電應(yīng)力現(xiàn)

象的特點(diǎn)比較

，見(jiàn)表1.10第3頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)第4頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)5?

1.2

對(duì)靜電認(rèn)識(shí)的發(fā)展歷史

1.3

靜電的產(chǎn)生．電中性靜電感應(yīng)過(guò)剩電荷

靜電．靜電勢(shì)

。第5頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-126?

1.3

靜電的產(chǎn)生．靜電產(chǎn)生的主要兩種

形式

：．摩擦產(chǎn)生靜電．感應(yīng)產(chǎn)生靜電第6頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)7?

1.3.1摩擦產(chǎn)生靜

電．。

絕緣體 絕緣體A、摩擦生

電第7頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)8?

1.3.1摩擦產(chǎn)生靜

電·化學(xué)勢(shì)

費(fèi)米能級(jí)帶負(fù)電

帶正電影響靜電大小的因素：濕度

、摩擦的面積

、分離速度

、接觸

壓力

、表面潔凈度第8頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)?

1.3

.2

感應(yīng)產(chǎn)生靜

電．產(chǎn)生

：帶電物體與導(dǎo)體之間

，兩種物體無(wú)需直接接觸。r J _

@（

）：。第9頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)10?

1.3.3

靜

電荷．靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷

。．電量用Q表示

，單位是庫(kù)侖C，? 1庫(kù)侖

（C）

=

l.0E+06微庫(kù)（μC）

。1庫(kù)侖

（C）

=

l.0E+13納庫(kù)

（nC）

。第10頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1211?

1.3.4

靜電勢(shì)·靜電勢(shì)V=Q/C

（1.1）V=Q

X

d

I

A

Xε

（1.2）第11頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1212?

1.3.5

影響靜電產(chǎn)生和大小的因素．靜電的產(chǎn)生及其大小與環(huán)境濕度和空氣中的離子濃度。第12頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)13?

1.4

靜電的來(lái)源·人體、塑料制品、儀器設(shè)備，電子元器件本身

。?

1.4.1人體靜電．其一，

接觸面廣，活動(dòng)范圍大

，其二，人體與大地之間的電容低，其三

，人體的電阻較低第13頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)14?

1.4.1人體靜電影響人體靜電的因素：環(huán)境，活動(dòng)方式濕度衣著材料體質(zhì)有操作速度人體部位第14頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1215?

1.4.2

儀器和設(shè)備的靜電·儀器和設(shè)備也會(huì)由于摩擦或靜電感應(yīng)而帶上靜電

。第15頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1216?

1.4.3

器件本身有靜電．電子元器件的外殼

（

主要指陶瓷、玻璃和塑料封裝管殼）

與絕緣材料相互摩擦

，也會(huì)產(chǎn)生靜電

。第16頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1217?

1.4.4

其它靜電來(lái)源制

造、安裝、傳遞

、運(yùn)輸、試驗(yàn)

、

儲(chǔ)存

第17頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1218?

1.5

靜電放電

的三種模式．靜電對(duì)電子產(chǎn)品

的損害有多種形式

，其中最常見(jiàn)、危害最大的是靜電放電對(duì)元器件造成損傷的主要是

三種模式

，

帶電人體的靜電放電模式帶電機(jī)器的放電模式充電器件的放電模式第18頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1219? 1.5.1帶電人體的放電模式

（HBM）接觸放電和電弧放電? 1.5.2

帶電機(jī)器的放電模式

(MM)第19頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1220?

1.6

靜電放電失效．?

1.6.1失效模式．突發(fā)性失效和潛在性失效。第20頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1221?

1.6.1失效模式．突發(fā)性失效:是指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規(guī)定的功能，主要表現(xiàn)為開(kāi)路、短路或參數(shù)嚴(yán)重漂移。潛在性失效:是指靜電放電能量較低,僅在元器件內(nèi)部造成輕微損傷,放電后器件

電參數(shù)仍然合格或略有變化，但器件的抗過(guò)電應(yīng)力能力己經(jīng)明顯削弱，或者使用壽命己明顯縮短,再過(guò)一段時(shí)間工作后將進(jìn)一步退化，直到徹底失效

。第21頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1222?

1.6.2

失效機(jī)理．過(guò)電壓場(chǎng)致失效:累積的靜電

電荷和高電壓過(guò)電流熱致失效:功率密度第22頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1223?

1.6.2

失效機(jī)理? a. 靜電放電過(guò)程中釋放的能量·物體帶靜電電

量為Q，它與地電位

差為V

，帶靜電物體的

靜電能是：E=Q

×V．依據(jù)

C

13-1）

式得：E=

Q2

IC(

1.1)C

1.2)．從

（

1.2）

式看出帶靜電物體的

靜電能與靜電量的平方成

正比與等效電容成反比

。顯然靜電量越大對(duì)元器件造成

ESD損傷的危險(xiǎn)性越大

。第23頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1224?

1.6.2

失效機(jī)理?

表征放電時(shí)間的長(zhǎng)短的

參量是放電時(shí)間常

數(shù)又稱(chēng)弛豫時(shí)間τ。在放電

回路中有：Τ=R

×C。

人體放電

，c=

l00pF：電

阻為1500，時(shí)間常數(shù)是150ns。顯然，在靜電放電電量不變時(shí)，元器件在放電回路中電阻、電容越大，功率就越小

，靜電的損傷性就越小

。?第24頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1225?

1.6.2

失效機(jī)理? c.與靜電放電功率有關(guān)的因素·靜電放電的峰值功率為

V2/

R或Q2/RC2

，即靜電放電功率第25頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí)11-1-1226?

1.6.2

失效機(jī)理反偏pn結(jié)常常觀察到發(fā)射結(jié)的退化環(huán)境溫度、時(shí)間效應(yīng)

第26頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1227?

2.1靜電防護(hù)的作用和意義．防止靜電對(duì)元器件損傷的途徑

：一是元器件的設(shè)計(jì)和制造上進(jìn)行抗靜電設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化，提高元器件內(nèi)在的抗靜電能力

：另一方面

，就是采取靜電防護(hù)措施

，使器件在制造、運(yùn)輸和使用過(guò)程中盡量避免靜電帶來(lái)的損傷。對(duì)元器件的使用方，包括后工序廠家、電路板、組件制造商以及整機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，主要甚至只能采取后一種方法來(lái)防止或減少靜電對(duì)元器件的損害。第27頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1228?

2.1.1多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件?

2.1.2靜電對(duì)電子行業(yè)造成的損失很大?

2.1.3國(guó)內(nèi)外企業(yè)的狀況第28頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1229?

2.2

靜電對(duì)電子產(chǎn)品的損害?

2.2

.1靜電損害的形式物理特性

：吸引或排斥

，與大地有電位差

，

會(huì)產(chǎn)生放電

電流。對(duì)元器件的影響：（a）降低絕緣電阻

(b)靜電放電造成電子元器件的損害

；(c)靜電放電產(chǎn)生電磁于擾第29頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1230?

2.2

.2

靜電損害的特點(diǎn)相對(duì)于其它應(yīng)力，靜電對(duì)電子產(chǎn)損害存在以下一些特點(diǎn)：1、隱蔽性2、潛在性和累積性3、隨機(jī)性4、復(fù)雜性第30頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)?

2.2

.2

可能產(chǎn)生靜電損害的制造過(guò)程－1、制造過(guò)程：在這個(gè)過(guò)程，包含制造、切割、接線(xiàn)、檢驗(yàn)到交貨。2、PCB生產(chǎn)過(guò)程：收貨、驗(yàn)收、儲(chǔ)存、插入、焊接、3、設(shè)備制造過(guò)程：電路板驗(yàn)收、儲(chǔ)存、裝配、品管、出貨。4、設(shè)備使用過(guò)程：收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)5、設(shè)備維修過(guò)程第31頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1232?

2.3.1靜電防護(hù)的目的和總的原則? 目的：防止因靜電和放電效應(yīng)而產(chǎn)生的危害

，或?qū)⑦@些危害限制在最小程度

，確保元器件、組件和設(shè)備的性能不受損害

。原則：靜電防護(hù)：靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散工藝過(guò)

程、材料的選擇；靜電泄放和中和

；第32頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1233?

2.3.2

技術(shù)途徑1、工藝控制法2、泄漏法3、靜電屏蔽法4、復(fù)合中和法5、整凈措施第33頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-12SS?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念?

2.4

靜電防護(hù)材料第34頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1235?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念? 7、絕緣材料：

一般指表面電阻系數(shù)在1×1012歐姆或體電阻系數(shù)小于1×1011歐姆／厘米以上的材料。絕緣材料的表面或內(nèi)部基本沒(méi)有電流流動(dòng)，它的電阻很大，難于接地。這種材料內(nèi)的靜電荷會(huì)在上面保留很長(zhǎng)時(shí)間。第35頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1236?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念? 8、導(dǎo)電材料

：一般指表面電阻系數(shù)小于

1×105歐姆或體電阻系數(shù)小

于1×104歐姆／厘米的材料

。這種材料電阻小，電子在

其表面及內(nèi)部流動(dòng)非常容易，可流

向任何接觸到的其

它導(dǎo)體或大地

。第36頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1237?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念9、耗散材料：一般指表面電阻系數(shù)大于或等于1×105而小于1×102

歐姆，或體電阻系數(shù)大于或等于1×104而小于1×1011

歐姆／厘米的材料。第37頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1238?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念10、屏蔽材料

：一般指導(dǎo)電層每毫米厚度的表面電阻系數(shù)小于

1×104

歐姆

，或體電阻系數(shù)小于

1.0

×103歐姆／厘米的材料

。第38頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1239?

2.4.1與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念11、抗靜電性

：第39頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1240?

2.4.2

靜電防護(hù)材料的主要參數(shù)1、表征起電能力的參數(shù)

：表面靜電位u，帶電量Q或電荷面密度σ。2、表征衰減能力的參數(shù)

：? 表面電

阻Rs，泄漏電阻R

（對(duì)制品）

；?

表面電阻率Ps

、體電阻率Pv

（

對(duì)材料〉

；

時(shí)間常數(shù)t或靜電半衰其t112

：對(duì)介質(zhì)t

εp，對(duì)導(dǎo)體

t=RC(

1/e);

t112=0.69t第40頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1241?

2.4.3

靜電防護(hù)材料的分類(lèi)? 104

105靜電屏蔽1012靜電導(dǎo)體靜電耗散材料靜電絕緣材料第41頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1270?

2.5

靜電防護(hù)器材2.5.1防靜電材料的制品? 2.5.1.1

防靜電服裝和腕帶? 2.5.1.2

防靜電包裝和運(yùn)輸制品等? 2.5.1.3

防靜電地板和臺(tái)墊第42頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)? 2.5.2

靜電消除器

（

消電器、電中和器和離子平衡器）靜電消電器的主要類(lèi)型有

：感應(yīng)式消電器高壓消電器放射性同位素消電器離子風(fēng)消電器11-1-1243第43頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1244?

2.6

靜電防護(hù)的具體措施第44頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期二制造過(guò)程的防靜電

損傷技術(shù)11-1-1245?

2.6.1建立靜電安全工作

區(qū)靜電安全工作區(qū)的建立主要包括：? 1、設(shè)置