ESD考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在ESD防護(hù)區(qū)內(nèi)，下列哪項(xiàng)操作最可能直接導(dǎo)致器件HBM失效？A.佩戴防靜電手環(huán)后觸摸金屬貨架B.使用離子風(fēng)機(jī)吹拂未拆封的載帶C.穿普通滌綸外套在EPA內(nèi)走動(dòng)后徒手取放ICD.將導(dǎo)電泡棉墊在周轉(zhuǎn)箱底部答案：C2.依據(jù)IEC6134051:2016，EPA內(nèi)絕緣體表面電位峰值不得超過(guò)：A.50VB.100VC.125VD.200V答案：B3.某車間濕度長(zhǎng)期低于30%RH，為維持接地系統(tǒng)有效性，應(yīng)優(yōu)先：A.增加加濕器并驗(yàn)證接地阻抗<1ΩB.更換所有wriststrap為無(wú)線式C.在地面噴灑防靜電液D.關(guān)閉離子風(fēng)機(jī)以節(jié)約能耗答案：A4.對(duì)CDM事件最敏感的器件類型是：A.雙極型晶體管B.厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)C.0.13μmCMOSIC帶薄柵氧D.繼電器線圈答案：C5.使用表面電阻測(cè)試儀測(cè)量靜電耗散墊，合格范圍應(yīng)為：A.1.0×103Ω~1.0×10?ΩB.1.0×10?Ω~1.0×10?ΩC.1.0×101?Ω~1.0×1012ΩD.>1.0×1013Ω答案：B6.腕帶系統(tǒng)每日點(diǎn)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)地電阻為1.8MΩ，依據(jù)ANSI/ESDS1.1，應(yīng)：A.立即更換腕帶并記錄B.繼續(xù)生產(chǎn)，周末再處理C.串聯(lián)1MΩ電阻后使用D.調(diào)低恒流源測(cè)試電壓答案：A7.離子風(fēng)機(jī)平衡度實(shí)測(cè)為+35V，最可能導(dǎo)致：A.器件CDM電壓升高B.絕緣體表面積累正電荷C.接地阻抗下降D.腕帶對(duì)地電容增大答案：B8.下列哪項(xiàng)不是ESD失效的潛在延遲性表現(xiàn)？A.柵氧早期擊穿B.漏電流漂移C.金屬層電遷移D.閾值電壓輕微偏移答案：C9.對(duì)運(yùn)輸中的PCBA進(jìn)行屏蔽，應(yīng)選用：A.粉紅色聚乙烯袋B.黑色導(dǎo)電袋C.金屬化靜電屏蔽袋D.普通氣泡袋答案：C10.依據(jù)JEDECJESD625A，當(dāng)人體穿戴普通鞋在EPA外行走后，其靜電電壓峰值可高達(dá)：A.50VB.250VC.1500VD.10000V答案：D11.接地母線銅排截面積最小應(yīng)為：A.0.5mm2B.1.0mm2C.4.0mm2D.25mm2答案：C12.若離子風(fēng)機(jī)出風(fēng)口距工作臺(tái)30cm，衰減時(shí)間要求從±1000V降至±100V小于5s，則實(shí)測(cè)衰減6.2s，應(yīng)：A.判定合格，繼續(xù)生產(chǎn)B.調(diào)大風(fēng)速并重新驗(yàn)證C.降低濕度至20%RHD.更換為鎢針發(fā)射器答案：B13.采用“雙點(diǎn)接地”腕帶系統(tǒng)的主要目的是：A.降低接觸阻抗B.實(shí)現(xiàn)冗余保護(hù)C.減少電磁干擾D.提高漏電流答案：B14.當(dāng)使用場(chǎng)強(qiáng)計(jì)測(cè)得EPA邊緣場(chǎng)強(qiáng)為8kV/m，應(yīng)優(yōu)先：A.增加隔離帶B.移除高壓絕緣體C.關(guān)閉照明D.提高風(fēng)速答案：B15.對(duì)ESD敏感級(jí)別為Class0的器件，其HBM耐壓范圍是：A.<125VB.125V~250VC.250V~500VD.500V~1000V答案：A二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）16.下列哪些措施可有效降低CDM風(fēng)險(xiǎn)？A.使用離子化噴嘴對(duì)SMD吸嘴放電B.在貼片機(jī)軌道加裝導(dǎo)電刷C.選用金屬化載帶D.提高貼片速度E.對(duì)托盤邊緣做R角處理答案：A、B、C、E17.關(guān)于接地系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是：A.設(shè)備保護(hù)地與ESD地可共用同一接地點(diǎn)B.輔助地與電源地之間直流阻抗應(yīng)<1ΩC.綠色/黃色線為ESD專用地線顏色D.接地極埋深應(yīng)≥2.5mE.星型接地可避免地環(huán)路答案：A、B、E18.靜電屏蔽袋失效的常見原因有：A.折疊次數(shù)>20次B.表面電阻>1011ΩC.金屬層厚度<30nmD.封口拉鏈缺損E.內(nèi)層絕緣膜穿孔答案：A、B、D、E19.對(duì)EPA進(jìn)行季度審核時(shí)，必須包含：A.溫濕度記錄B.腕帶日檢記錄C.離子風(fēng)機(jī)平衡度D.員工靜電知識(shí)筆試E.接地極腐蝕評(píng)估答案：A、B、C、D、E20.下列哪些屬于ESD防護(hù)的“硬失敗”表現(xiàn)？A.柵氧擊穿短路B.漏電流超標(biāo)C.功能測(cè)試失效D.金屬熔絲熔斷E.參數(shù)漂移5%答案：A、C、D三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）21.絕緣體只要表面電阻>1012Ω就必然會(huì)導(dǎo)致ESD失效。答案：×22.腕帶對(duì)地電阻越小越好，最好接近零歐。答案：×23.離子風(fēng)機(jī)可在高濕環(huán)境下關(guān)閉以節(jié)約能耗。答案：×24.金屬化屏蔽袋的屏蔽效能與厚度無(wú)關(guān)，僅與表面電阻有關(guān)。答案：×25.同一EPA內(nèi)，不同接地點(diǎn)之間直流電位差應(yīng)<20mV。答案：√26.采用無(wú)線腕帶可完全替代有線腕帶，無(wú)需每日測(cè)試。答案：×27.靜電接地系統(tǒng)可與防雷接地系統(tǒng)共用，但需滿足GB50057要求。答案：√28.當(dāng)濕度>65%RH時(shí)，任何絕緣體都不會(huì)產(chǎn)生靜電。答案：×29.ESD失效的潛伏期可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年。答案：√30.使用場(chǎng)強(qiáng)計(jì)測(cè)量時(shí)，探頭應(yīng)距被測(cè)物2.5cm±0.5cm。答案：√四、填空題（每空1分，共15分）31.IEC6134051規(guī)定，EPA內(nèi)所有導(dǎo)體對(duì)地電阻應(yīng)小于________Ω。答案：1×10?32.人體行走模型（MM）的典型峰值電流約為________A。答案：3.533.當(dāng)使用電荷板監(jiān)測(cè)離子風(fēng)機(jī)時(shí)，其典型板電容為________pF。答案：2034.靜電屏蔽袋的屏蔽電壓極限值應(yīng)小于________V。答案：3035.依據(jù)ANSI/ESDSTM11.11，表面電阻測(cè)試電壓選擇________V。答案：10036.腕帶系統(tǒng)1MΩ電阻的作用是________與________兼顧。答案：限流；快速泄放37.接地銅排與設(shè)備連接應(yīng)采用________墊片以防電化腐蝕。答案：不銹鋼38.離子風(fēng)機(jī)發(fā)射針材質(zhì)常用________合金。答案：鎢鋼39.靜電場(chǎng)強(qiáng)單位換算：1kV/m=________V/cm。答案：1040.當(dāng)相對(duì)濕度從50%RH降至20%RH，絕緣體表面電荷半衰期約增大________倍。答案：10~2041.依據(jù)JEDECJESD22C101，CDM測(cè)試時(shí)器件引腳與地之間的典型電容為________pF。答案：3.542.靜電接地干線顏色推薦為________色。答案：綠/黃43.對(duì)地電阻測(cè)試儀開路電壓不得超過(guò)________V。答案：1044.EPA入口應(yīng)張貼的警示標(biāo)識(shí)為________色底白色圖案。答案：黃45.靜電耗散材料體積電阻率范圍是________Ω·cm。答案：1×10?~1×1011五、簡(jiǎn)答題（每題8分，共24分）46.簡(jiǎn)述HBM、MM、CDM三種模型的主要區(qū)別及其對(duì)器件損傷機(jī)理的差異。答案：HBM模擬人體通過(guò)1.5kΩ/100pF網(wǎng)絡(luò)放電，能量大、電流峰值約1.3A，損傷多為柵氧熱擊穿；MM模擬機(jī)器通過(guò)0.75μH/200pF放電，無(wú)串聯(lián)電阻，電流峰值可達(dá)3.5A且振蕩，易造成金屬熔絲熔斷；CDM模擬器件自身帶電后通過(guò)引腳放電，峰值電流可達(dá)10A以上但持續(xù)時(shí)間<1ns，損傷集中在輸入緩沖器薄柵氧，常表現(xiàn)為柵氧針孔或漏電流增大。三者能量遞減、電流遞增、時(shí)間遞減，損傷位置由體內(nèi)轉(zhuǎn)向表面。47.列舉并解釋EPA內(nèi)“三點(diǎn)接地”系統(tǒng)的構(gòu)成及各自功能。答案：三點(diǎn)接地包括：(1)ESD技術(shù)接地，為腕帶、桌墊等提供低阻抗泄放路徑，阻抗<1Ω；(2)設(shè)備保護(hù)接地，保障人員防觸電，與ESD地共點(diǎn)但獨(dú)立分支；(3)輔助等電位接地，用于連接大型絕緣體屏蔽層或金屬貨架，確保所有導(dǎo)體同電位，避免地環(huán)路。三者星型匯于同一接地點(diǎn)，直流電位差<20mV，既保證泄放速度又滿足電氣安全。48.說(shuō)明離子風(fēng)機(jī)在EPA內(nèi)的安裝位置、角度及驗(yàn)證方法，并給出不合格時(shí)的調(diào)整步驟。答案：安裝位置應(yīng)距工作臺(tái)30cm±5cm，出風(fēng)角度與桌面呈30°~45°，避免直吹開放器件；驗(yàn)證采用20pF電荷板，±1000V降至±100V時(shí)間<5s，平衡度<±50V；若衰減時(shí)間超標(biāo)，先清潔發(fā)射針，再調(diào)大風(fēng)速至0.6m/s，仍不合格則更換離子風(fēng)機(jī)或增加數(shù)量；若平衡度偏移，調(diào)節(jié)正負(fù)高壓比或更換發(fā)射針，直至達(dá)標(biāo)。六、計(jì)算題（共16分）49.某EPA內(nèi)員工腕帶系統(tǒng)對(duì)地總電阻為1.0MΩ，人體電容為150pF，試計(jì)算：(1)人體從1000V放電至37V所需時(shí)間；(2)若將腕帶系統(tǒng)改為0.5MΩ，放電時(shí)間縮短多少百分比？答案：(1)τ=RC=1.0×10?×150×10?12=150μs，降至37V需1τ=150μs；(2)新τ'=75μs，縮短(15075)/150=50%。50.一臺(tái)離子風(fēng)機(jī)在距出風(fēng)口30cm處測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)為+15kV/m，若將距離縮短至10cm，按點(diǎn)電荷模型估算場(chǎng)強(qiáng)值，并判斷是否超出IEC6134051限值。答案：E∝1/r2，E?=E?×(r?/r?)2=15×(30/10)2=135kV/m，遠(yuǎn)超限值100kV/m，需立即調(diào)整位置或降低輸出。七、案例分析題（共30分）51.背景：某SMT線連續(xù)出現(xiàn)MCU端口漏電流超標(biāo)，失效比例0.3%，失效模式為輸入端口對(duì)地短路，耐壓測(cè)試發(fā)現(xiàn)柵氧擊穿?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)得：濕度28%RH，離子風(fēng)機(jī)平衡度+80V，貼片機(jī)軌道絕緣滾輪表面電位2.5kV，操作員腕帶對(duì)地電阻1.2MΩ，托盤為普通ABS。問(wèn)題：(1)指出主要ESD風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)（至少4處）；(2)給出系統(tǒng)性糾正措施并排序；(3)計(jì)算若將濕度提升至50%RH，絕緣滾輪表面電荷半衰期可縮短多少倍（經(jīng)驗(yàn)公式：t?∝exp(0.06×RH)）。答案：(1)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：濕度低于30%RH；離子風(fēng)機(jī)正偏移致積累正電荷；絕緣滾輪產(chǎn)生并保留電荷；ABS托盤為絕緣體；腕帶系統(tǒng)未超限但接近上限；無(wú)CDM防護(hù)刷。(2)措施：①加裝加濕器并設(shè)定45%RH~55%RH，首件驗(yàn)證；②校準(zhǔn)離子風(fēng)機(jī)平衡度至±20V以內(nèi)，每日點(diǎn)檢；③更換軌道滾輪為10?Ω耗散材料，并加裝導(dǎo)電刷泄放；④更換托盤為耗散型，表面電阻10?Ω~10?Ω；⑤將腕帶系統(tǒng)更換為雙回路0.9MΩ，每班測(cè)試；⑥對(duì)貼片機(jī)噴嘴加離子化吹掃；⑦開展Class0器件識(shí)別與分級(jí)培訓(xùn)。(3)t?(28%)/t?(50%)=exp[0.06×(2850)]=exp(1.32)≈3.7倍，即半衰期縮短約3.7倍，電荷積累顯著降低。52.背景：某倉(cāng)庫(kù)冬季接收SSD器件，采用普通紙箱+粉紅色氣泡袋包裝，運(yùn)輸途中溫度5℃，濕度15%RH，到貨測(cè)試發(fā)現(xiàn)5%器件參數(shù)漂移。開箱過(guò)程使用普通美工刀，作業(yè)員未佩戴腕帶，桌面為木質(zhì)。問(wèn)題：(1)分析失效機(jī)理；(2)給出包裝與操作改善方案；(3)設(shè)計(jì)一套“接收—拆包—檢驗(yàn)”ESD控制流程圖（文字描述）。答案：(1)低濕+絕緣包裝產(chǎn)生高電荷，普通氣泡袋摩擦起電可達(dá)5kV以上，美刀切割瞬間CDM放電，器件內(nèi)部柵氧俘獲電荷導(dǎo)致參數(shù)漂移。(2)改善：①使用金屬化屏蔽袋+導(dǎo)電泡沫，袋外再套耗散紙箱；②運(yùn)輸車內(nèi)加濕度控制包，維持30%RH以上；③接收區(qū)設(shè)置EPA，溫度15