静电防护基本知识.pdf

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1、静电防护基本知识1静电防护的基本概念静电（Electrostatic）:静电就是物体表面过剩或不足的静止电荷。静电是一种电能，它留存于物体的表面；静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；静电是通过电子或离子的转移而形成的。静电放电ESD（Electrostaticdischarge-ESD）：具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起物体间的静电电荷转移。静电感应（Electrostaticinduction）：当带静电的物体靠近某一介质时，在该介质表面因感应而带电荷，并形成感应电场。静电敏感器（Staticsensitivitydevice-SSD）：对静电放电敏感的器

2、件中和（Neutralization）：利用异性电荷使静电消失接地（Grounding）：电气连接到能提供或接受大量电荷物体上（如大地、船舰或运载工具外壳）泄放（Leakage）：将静电荷安全泄放到大地1硬接地（Hardground）：直接与大地电极作导电性连接的一种接地方式（R〈10Ω〉软接地（Softground）：通过一足以限制流过人体的电流达到安全值的电阻连接到大地电极的一种接地方式（100,000Ω〈R〈1,000,000Ω〉防静电工作区（Electrostaticdischargeprotectedarea）：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位具有确定边界和专门标记的适

3、于从事静电防护操作的场所。ESD保护材料（ESD-Protectedmaterials）：具备下列特征的材料：防止产生摩擦起电；免受静电场的影响；防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电。2静电的产生摩擦起电：两物体接触时，在界面处由于两个作用面能态的差异，如电子逸出功（功函数）、温度、电荷载体浓度等不同，发生转移而形成偶电层。这种转移可能是电子,也可能是离子。感应起电导体或介电质处在静电场中均会感应起电。导体在静电场的作用下，表面不同部位将感应出不同电荷或使导体表面上原有电荷发生重新分布，引起带电。2在电场中介电质会发生极化，极化后的介电质在电力线方向的两面出现大小相等而极性相反的

4、束缚电荷，并形成新的电场源。当外部电场消失后，介电质上的束缚电荷将逐渐消失，最后恢复到中性介电质。如果束缚电荷之一，因某种原因而消失。则介电质上的剩余束缚电荷将使它处于带电状态。3人体静电在电子产品生产过程中作为操作者的人是主要的静电发生源之一。人体的静电放电是导致元器件损伤的主要原因之一。表1列举了人体带电电位与电击程度。表1：人体带电电位与电击程度人体电位（伏）电击程度1000完全无感觉发出微弱的放电声2000手指外侧有感觉，但不疼3000有被针刺的感觉，微疼4000有被针深刺的感觉，手指微疼见到放电的微光5000从手掌到前腕感到疼指尖延伸出微光6000手指感到剧疼，后腕感到沉重70

5、00手指和手掌感到剧疼，稍有麻木感觉8000从手掌到前腕有麻木的感觉9000手腕子感到剧疼，手感到麻木沉重10000整个手感到疼，有电流过的感觉11000手指剧麻，整个手感到被强烈电击12000整个手感被强烈的打击4静电的危害4.1静电吸附吸附灰尘、杂物和潮气，改变线路板之间的阻抗，影响绝缘性、安全性，直接影响产品的功能和寿命。34.2静电击穿在航天计算机生产过程中，元器件的传送、老化、筛选、测试、插装、焊接、清洗以及单板测试、总装、调试、三防、包装运输、贮存等过程,由于接触-分离、摩擦、碰撞、感应等作用，都会使与元器件、组件、整件接触或接近的操作人员、工具、及工作台面等带电；加之在生产

6、和工作环境中广泛使用合成橡胶、塑料、化纤等高分子绝缘材料制品，而更使带电加剧，随时可能发生对器件的ESD损害。另一方面，随着大规模集成电路和微波器件的大量生产和广泛应用，由于集成和速度的迅速提高，器件尺寸的变小和绝缘层的变薄，使器件承受静电放电的能力降低。目前，在一般电子装配厂房内，不致使静电敏感器件发生ESD损害的静电安全电压为100V。ESD对元器件的损害后果是导致其硬击穿和软击穿。所谓硬击穿是一次性地造成器件的永久性失效；软击穿是造成器件的性能劣化或参数的下降而成为隐患。软击穿比的危害比硬击穿更为严重。对于硬击穿，一般可在产品的测试、调试过程中发现并及时更换。软击穿在初期很难发现，

7、往往器件的参数没有变化或稍微有点变化，但仍在正常范围内，并可正常工作，所以极易通过出厂前的检验而流入用户手中。在使用过程中随着时间的推移，这种软击穿就会逐步发展成为元器件的永久性失效，给用户造成损失，也影响了厂家的声誉。5静电敏感器件的分类静电敏感器件按其静电敏感度分为三级。4表2：静电敏感器件的分级级别和静电敏感度范围元器件类别微波器件（肖特基二极管、点接触二极管）离散型MOSFET结型场效应晶体管（SAW）1级电耦合器件静电敏感