1、ESD的發(fā)生原理和預(yù)防，1，ESD的發(fā)生原因一些常見的ESD模型ESD的危害ESD的防護(hù)ESD防護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗的配置ESD和EOS的區(qū)別ESD數(shù)據(jù)類型的比較，主要內(nèi)容，2，ESD:Electrostatic Discharge，即靜電放電。 靜電是客觀存在的自然現(xiàn)象，是電能，存在于物體表面，是正負(fù)電荷局部失衡時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。 靜電現(xiàn)象是電荷產(chǎn)生和消失過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象的總稱。 靜電的產(chǎn)生方式有接觸、摩擦、電器間的感應(yīng)等各種方式。 靜電的特征是長(zhǎng)時(shí)間蓄積、高電壓、低功率、大電流和作用時(shí)間短(ns級(jí))。 為什么會(huì)產(chǎn)生靜電呢？ 每種物質(zhì)都是原子的組合，原子的基本結(jié)構(gòu)是質(zhì)子、中子和電子。 科學(xué)家們把質(zhì)子定義

2、為正電，中子不帶電，電子帶負(fù)電。 正常情況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同，正負(fù)電平衡，顯示出外部不帶電的現(xiàn)象。 但電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)，受到外力時(shí)偏離軌道，離開原來的原子a侵入其他原子b，a原子因電子數(shù)不足而帶有正電現(xiàn)象，正絡(luò)離子，b原子因電子數(shù)增加而呈現(xiàn)負(fù)電現(xiàn)象，稱為陰絡(luò)離子。 由于摩擦和動(dòng)能、資金頭寸能、熱能、化學(xué)能等各種能量的作用，產(chǎn)生了原子正負(fù)的電不平衡。 人體自身的運(yùn)動(dòng)和與其他物體的接觸、分離、摩擦和感應(yīng)等因素，能夠產(chǎn)生數(shù)千伏到數(shù)萬伏的靜電。 例如，在化學(xué)纖維地毯上走道兒的人有約35KV的靜電，翻開塑料說明書就會(huì)產(chǎn)生7KV的靜電。 ESD的產(chǎn)生原因，3，ESD的產(chǎn)生原因，4，人體放電模

3、型(HBM )機(jī)械放電模型(Machine Model，MM )元件充電模型(charged )一些常見的ESD模型，5，人體放電模型(charged ) 由于其他要素在人體上積蓄靜電，當(dāng)該人接觸到IC時(shí)，人體的靜電經(jīng)由IC的pin腳進(jìn)入IC內(nèi)部，經(jīng)由IC內(nèi)部向地放電。 在放電過程中，在數(shù)百ns的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬時(shí)放電電流，該電流可能會(huì)燒毀IC內(nèi)的元件。 常見的ESD模型人體放電模型(HBM )，6，常見的ESD模型人體放電模型(HBM )，7， 常見的ESD模型人體放電模型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-883C method 3015.7中的HBM的等效電路圖，其中將人體的等效電容定義為100

4、pF，將人體的等效放電電阻定義為1.5kohm，8，機(jī)械放電模型的ESD在機(jī)械自身也蓄積靜電， 當(dāng)該機(jī)器接觸IC時(shí)，靜電經(jīng)由IC的機(jī)器放電的放電過程時(shí)間更短，在數(shù)十ns的時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬間放電電流。一些常見的ESD模型機(jī)械放電模型(MM )、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EIAJ-IC-121 method 20中MM的等效電路圖，其中機(jī)械的等效電容定義為200pF，機(jī)械的等效放電電阻定義為0ohm，9、 一些常見的人體放電模型2kV和機(jī)械放電模型200V的放電電流比較圖，10，一些常見的ESD模型機(jī)械放電模型(MM )，11，元件充電模型是IC本身首先通過摩擦或其他因素在IC內(nèi)部積累靜電，但在靜電積累過程中

5、在處理該IC的過程中，當(dāng)IC的pin腳接觸地面時(shí)，IC內(nèi)部的靜電會(huì)經(jīng)由IC內(nèi)部的pin腳流出，引起放電現(xiàn)象。 該模式的放電時(shí)間短至數(shù)ns左右，放電現(xiàn)象更難以真實(shí)模擬。 因?yàn)镮C內(nèi)部積蓄的靜電會(huì)根據(jù)IC內(nèi)部的等效電容而變化。、常見的ESD模型結(jié)構(gòu)零配件充電模型(CDM )、12、常見的ESD模型結(jié)構(gòu)零配件充電模型(CDM )、兩種常見的CDM的CDM )、CDM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、14、 常見的ESD模型零配件充電模型(CDM )、HBM 2kV、MM 200V、CDM 1kV三種模型的放電電流比較圖、CDM傳送帶等因素導(dǎo)致IC通過電場(chǎng)時(shí)，其相對(duì)極性的電荷是IC的pin腳嗎該靜電進(jìn)一步在CDM放電模型的狀

6、況下放電。 一些常見的ESD模型電場(chǎng)感應(yīng)模型(Field-Induced Model，F(xiàn)IM )，16，ESD (靜電放電)對(duì)電子產(chǎn)品的破壞和損傷分為突發(fā)損傷和潛在損傷兩種。 意外損壞意味著脫老虎鉗嚴(yán)重?fù)p壞，功能喪失。 由于這種損傷通?？梢栽谏a(chǎn)中的質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)，給工廠帶來的主要是返工異丙苯維護(hù)的成本。 所謂潛在損傷，是指去老虎鉗部分受損，功能不喪失，在生產(chǎn)過程的檢查中不能發(fā)現(xiàn)，但在使用中產(chǎn)品會(huì)變得不穩(wěn)定、變好、變壞，給產(chǎn)品品質(zhì)帶來更大的危害。 在兩個(gè)這些個(gè)損傷中，潛在失效占90%，突發(fā)性失效僅占10%。 也就是說，90%的靜電損傷無法檢測(cè)，僅在到達(dá)用戶手中時(shí)才被發(fā)現(xiàn)。 例如，大哥大的屏幕、

7、通用相機(jī)、電腦音箱、電話聽筒、耳機(jī)插孔、牛鼻子板、MIC、USB接口、音量牛鼻子、T-Flash卡、客戶識(shí)別模塊等可以是ESD的入口點(diǎn)。 經(jīng)常出現(xiàn)在大哥大中的恐慌、自動(dòng)關(guān)機(jī)、聲音質(zhì)量差、噪聲大、信號(hào)時(shí)時(shí)差好、按鈕錯(cuò)誤等問題多與靜電損傷有關(guān)。 因此，靜電放電被認(rèn)為是電子產(chǎn)品品質(zhì)最大的潛在殺手，靜電保護(hù)也成為電子產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。 國(guó)內(nèi)外布蘭德在使用大哥大時(shí)的穩(wěn)定性差異也基本反映了靜電保護(hù)和產(chǎn)品防靜電設(shè)施修訂的差異。ESD的危害、17、基本方法1、接地、接地是通過一條線的連接將靜電引入大地，這是靜電防護(hù)中最直接最有效的。 導(dǎo)體的一般接地方法有防靜電手腕和被照面接地等。 2 .靜電貼、靜電傳感

8、器在儲(chǔ)藏或運(yùn)輸中暴露于帶靜電的區(qū)域，可以采用靜電貼的方法減弱外部靜電對(duì)電子部件的影響。 最常用的方法是保護(hù)靜電貼袋。 3、絡(luò)離子中和，絕緣體容易產(chǎn)生靜電，去除絕緣體靜電，接地方法無效，通常采用絡(luò)離子中和，即在工作環(huán)境中使用離子風(fēng)機(jī)、絡(luò)離子槍的方法。 電路設(shè)定修正中需要留心的點(diǎn)1 )選擇去老虎鉗時(shí)必須身份驗(yàn)證ESD電平2 )在io互聯(lián)通訊端口上ESD防護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗(ESD防護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗能夠有效地抑制ESD放電引起的直接電荷注入)3)emi防護(hù)(在PCB設(shè)定修正中克服放電電流引起的電磁干擾作用效果更重要)，ESD的防護(hù)- - 溫度控制盡可能降低溫度(包括周圍溫度和物體接觸溫度)。 塵?？刂剖欠乐垢?/p>

9、著(吸附)帶電的重要措施。 地板、桌椅的面團(tuán)兒和桌墊由防靜電材料制成，請(qǐng)正確接地。 對(duì)靜電敏感的產(chǎn)品的運(yùn)輸、保管和包裝必須采取靜電保護(hù)措施。 噴射、流動(dòng)、輸送、卷取和分離的速度應(yīng)加以控制，液體、粉體等材料的輸送管道應(yīng)使用弛豫器。 (2)防止人體帶電的作業(yè)人員應(yīng)佩戴防靜電手腕帶，防靜電服、鞋、圍巾、椅子應(yīng)佩戴防靜電罩。(一端接觸人體，另一端連接避雷線)，ESD的防護(hù)工廠操作防護(hù)，19，常用的ESD防護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗： IO通訊端口二極管陣列，ESD的防護(hù)常用數(shù)據(jù)老虎鉗，20，ESD防護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗的一般連接方式，ESD中VF1為D1的正向?qū)妷海?2， 常用的ESD保護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗：電源或接口保護(hù)數(shù)據(jù)

10、老虎鉗TVS，23，常用的ESD保護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗：電源或接口保護(hù)數(shù)據(jù)老虎鉗TVS，24，在PCB接線時(shí)，通過遵循一些簡(jiǎn)單的規(guī)則可以最小化這些個(gè)的寄生現(xiàn)象自電感量：1)。 2 )將ESD去老虎鉗盡可能靠近接口，確保印刷電路上的布線從ESD保護(hù)二極管陣列的Vp和Vn到Vcc和地面之間的布線盡可能短、寬度寬。 理想地，Vp和Vn直接經(jīng)由多個(gè)通訊端口連接到Vcc和地。 3 )在VP和地面之間連接高頻旁路電容器，用最短的走線使自己的電感量最小。 1 )留心VC (箝位電壓)以使其不超過被保護(hù)電路的容許限電壓。 選擇Vrwm (維持電壓-此階段TVS不導(dǎo)通的狀態(tài))為電路的正常動(dòng)作電壓以上，不要低于受保護(hù)的解

11、老虎鉗或線路的正常動(dòng)作電壓。 3)VBR不能低于電路的最大允許工作電壓。 4)Cd是ESD/TVS老虎鉗的讀取寄生現(xiàn)象容量，通訊率越高，線路上使用的ESD保護(hù)老虎鉗的接合容量越低。 5 )最大峰值脈沖功率(PN=VCIPP ) :決定電路內(nèi)的干擾作用脈沖狀況，利用干擾作用脈沖的波形、脈沖持續(xù)時(shí)間，決定能夠有效地抑制其干擾作用的TVS峰值脈沖功率。ESD防護(hù)老虎鉗的配置和選擇、25、ESD與EOS的區(qū)別、EOS: Electrical Over Stress是指所有過剩的電氣壓力，超過其最大規(guī)定界限時(shí)，會(huì)減弱或損壞數(shù)據(jù)老虎鉗功能。 ESD : electricalstaticdischarge靜

12、電放電，從一個(gè)物體移動(dòng)到另一個(gè)物體。26、ESD和EOS的差異、27、瞬態(tài)電壓抑制器(TVS )、咖啡師、玻璃陶瓷混合雙打的GcDiode靜電抑制器和聚合物是近年來發(fā)展的一些專用ESD保護(hù)元件。 其中前三個(gè)元件均采用電壓鉗方式保護(hù)，帶導(dǎo)電粒子的聚合物采用三葉草保護(hù)策略。 咖啡師、玻璃陶瓷混合雙打的GcDiode靜電抑制器和聚合物支持雙向保護(hù)，而TVS支持單向式或雙向保護(hù)。 傳統(tǒng)的咖啡師在成本上有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是太大而無法滿足手持設(shè)備的封裝要求，這是最大的問題。 實(shí)際上，與咖啡師相比，硅基材料的TVS具有更高的鉗位性能、更低的泄漏和更長(zhǎng)的壽命。 高分子聚合物和TVS在多重應(yīng)力下也能夠維持強(qiáng)性能，

13、咖啡師的性能隨著使用次數(shù)的增加而降低。 TVS技術(shù)利用半導(dǎo)體的鉗位原理，在受到瞬時(shí)高電壓時(shí)會(huì)立即釋放能量，但由于咖啡師采用物理吸收原理，因此在每次經(jīng)過ESD事件時(shí)材料都會(huì)受到一定的物理損傷，形成無法恢復(fù)的泄漏路徑。 “TVS技術(shù)的原理就像傳統(tǒng)的太極拳，不是直接對(duì)抗，而是簡(jiǎn)單地釋放能量”。 這樣做的好處是，解老虎鉗沒有損壞，壽命幾乎沒有限制。 從現(xiàn)場(chǎng)展示的TVS和咖啡師鉗制電壓曲線來看，TVS解老虎鉗可在極短的時(shí)間內(nèi)將輸入的較大電壓鉗制在5至6伏特，但咖啡師的曲線非常慢，從而無法達(dá)到TVS解老虎鉗的效果。 這意味著TVS去老虎鉗在系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和鉗位性能兩方面優(yōu)于咖啡師。、ESD老虎鉗類型比較、28、ESD數(shù)據(jù)類型比較、29、ESD老虎鉗類型比較、雙向消弧保護(hù)脫老虎鉗(黑)和單向式鉗位保護(hù)脫老虎鉗(紅)的I-V曲線、ESD保