静电放电esd)最常用的三种模型及其防护设计
ESD测试、防护简介
ESD 放电曲线模型
• ESD：静电放电，考察设
备在接收外界静电源（如 带电人体、带电设备等） 所产生的直接放电或静电 场干扰时的抵抗能力。 测试标准：IEC 1000-4-2 （国际电工委员会标准）。 静电波形及参数 Tr约为0.7至1ns，因上升 时间非常短，根据傅利叶 变换，其产生干扰的频率 可以延伸至500标准 标准：YD 1032 2000
三、测试 参考标准：GB!T 17626.2-2006 公司标准：《静电测试作业规范》
四、 ESD防护
ESD设计防护贯穿项目设计的整个过程
• ID设计评审 • 器件选型 • 器件布局 • 结构设计 • PCB LAYOUT • 试产验证
ESD防护系统架构
ESD三要素：干扰源、耦合路径、敏感器件，缺少任
何一个都不构成ESD问题。干扰源敏感设备耦合途径
耦合途径 干扰源 敏感设备
ESD设计防护的几种思维
1、隔离，即“堵”： 主要是通过绝缘材料或结构设计成凹凸 效应将需要保护的器件与能带来的ESD干扰 源相隔离，从而起到保护的作用。验证通 过结构的“堵”，空气放电8KV经过4mm 的隔离，基本上将能量减少为零。
ESD测试、防护简介
内容 1、什么是ESD 2、国家标准 3、ESD怎么测试 4、ESD防护
一、什么是ESD
ESD:Electro-Static Discharge
静电放电（ESD）是一个上升时间可以小于1ns（10 亿分之一秒）甚至几百ps（1ps=10000亿分之一秒）的 非常快的过程。ESD对电子器件和现代高速电子设备 不但有破坏作用，也有非常强的电磁干扰（EMI），所 以，ESD也是EMI、EMC中近年重视的内容之一。
案例：
2、引导，即“疏”： 通过导电方式将ESD最快速度引导到大 面积的地。有一个先决条件就是：PCB的 GND要足够好，能将吸收的静电迅速导掉。 判断这个先决条件是否好的方法：直接用 静电枪在PCB的GND上测试。这个在EVT阶 段就需要测试； 案例：
5种ESD防护方法
5种ESD防护方法静电放电（ESD）理论研究的已经相当成熟，为了模拟分析静电事件，前人设计了很多静电放电模型。
常见的静电模型有：人体模型（HBM），带电器件模型，场感应模型，场增强模型，机器模型和电容耦合模型等。
芯片级一般用HBM做测试，而电子产品则用IEC 6 100042的放电模型做测试。
为对 ESD 的测试进行统一规范，在工业标准方面，欧共体的 IEC 6100042 已建立起严格的瞬变冲击抑制标准；电子产品必须符合这一标准之后方能销往欧共体的各个成员国。
因此，大多数生产厂家都把 IEC 6100042看作是 ESD 测试的事实标准。
我国的国家标准（GB/T 17626.21998）等同于I EC 6 100042。
大多是实验室用的静电发生器就是按 IEC 6 100042的标准，分为接触放电和空气放电。
静电发生器的模型如图 1。
放电头按接触放电和空气放电分尖头和圆头两种。
IEC 6100042的 静电放电的波形如图2，可以看到静电放电主要电流是一个上升沿在1nS左右的一个上升沿，要消除这个上升沿要求ESD保护器件响应时间要小于这个时间。
静电放电的能量主要集中在几十MHz到500MHz，很多时候我们能从频谱上考虑，如滤波器滤除相应频带的能量来实现静电防护。
IEC 6100042规定了几个试验等级，目前手机CTA测试执行得是3级，即接触放电6KV，空气放电8KV。
很多手机厂家内部执行更高的静电防护等级。
当集成电路（ IC ）经受静电放电（ ESD）时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流。
例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的 IC 管脚。
瞬间大电流会严重损伤 IC ，局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。
关于静电放电（ESD）原理以及其保护方法的详细分析
关于静电放电（ESD）原理以及其保护方法的详细分析一直想给大家讲讲ESD的理论，很经典。
但是由于理论性太强，任何理论都是一环套一环的，如果你不会画鸡蛋，注定了你就不会画大卫。
先来谈静电放电(ESD: Electrostatic Discharge)是什么？这应该是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力破坏的主要元凶。
因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏)，所以这种损伤是毁灭性和永久性的，会造成电路直接烧毁。
所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。
静电，通常都是人为产生的，如生产、组装、测试、存放、搬运等过程中都有可能使得静电累积在人体、仪器或设备中，甚至元器件本身也会累积静电，当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径，瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏(这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上，防止人体的静电损伤芯片)，如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电，会把大地劈开一样，而且通常都是在雨天来临之际，因为空气湿度大易形成导电通到。
那么，如何防止静电放电损伤呢？首先当然改变坏境从源头减少静电(比如减少摩擦、少穿羊毛类毛衣、控制空气温湿度等)，当然这不是我们今天讨论的重点。
我们今天要讨论的时候如何在电路里面涉及保护电路，当外界有静电的时候我们的电子元器件或系统能够自我保护避免被静电损坏(其实就是安装一个避雷针)。
这也是很多IC设计和制造业者的头号难题，很多公司有专门设计ESD的团队，今天我就和大家从最基本的理论讲起逐步讲解ESD保护的原理及注意点，你会发现前面讲的PN结/二极管、三极管、MOS管、snap-back全都用上了。
以前的专题讲解PN结二极管理论的时候，就讲过二极管有一个特性：正向导通反向截止，而且反偏电压继续增加会发生雪崩击穿而导通，我们称之为钳位二极管(Clamp)。
这正是我们设计静电保护所需要的理论基础，我们就是利用这个反向截止特性让这个旁路在正常工作时处于断开状态，而外界有静电的时候这个旁路二极管发生雪崩击穿而形成旁路通路保护了内部电路或者栅极(是不是类似家里水槽有个溢水口，防止水龙头忘关了导致整个卫生间水灾)。
ESD(静电放电)原理、模型及防护
料、防静电涂料等，以降低设备表面静电电荷的积累。
设备接地
Байду номын сангаас
02
将设备与大地连接，使设备上积累的静电电荷能够迅速泄放到
大地，避免静电放电对设备造成损害。
静电消除器
03
在关键部位安装静电消除器，通过产生相反电荷来中和设备表
面的静电电荷，达到消除静电的目的。
系统级防护策略
系统接地
将整个系统与大地连接，确保系统内各部分电位一致，减少静电放 电的可能性。
ESD(静电放电)原理、模型及防护
目录
• 静电放电（ESD）基本概念与原理 • ESD模型与特性分析 • ESD防护措施与方法 • ESD测试与评估方法 • ESD在工业生产中应用案例分享 • 总结与展望
01
静电放电（ESD）基本概念与原 理
静电产生及危害
静电产生原因
物质接触、摩擦、分离等过程导 致电荷不平衡，形成静电。
规范操作培训
制定详细的设备操作规范，对操作人员进行培训，确保其在操作 过程中能够遵循规范，减少静电放电的风险。
静电防护装备使用
要求操作人员佩戴防静电手环、防静电鞋等静电防护装备，降低 人体静电对设备的影响。
04
ESD测试与评估方法
测试标准介绍
这是国际电工委员会制定的静电放电抗扰度测试标准，它规定了 测试等级、测试方法、测试环境和设备要求等。
特性
HBM放电电流具有较快的上升时间和较短的持 续时间，通常持续几百纳秒。放电能量较低，但 足以对敏感器件造成损坏。
应用场景
HBM模型常用于评估手持设备、可穿戴设备等 便携式电子产品的ESD防护能力。
机器模型（MM）
描述
应用场景
静电放电ESD最常用的三种模型及其防护设计
静电放电（E S D）最常用的三种模型及其防护设计ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握?ESD?的相关知识。
为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。
1.HBM：Human Body?Model，人体模型：该模型表征人体带电接触器件放电，Rb 为等效人体电阻，Cb 为等效人体电容。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级2.MM：Machine Model，机器模型：机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是?200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级3.CDM：Charged?Device?Model，充电器件模型：半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。
CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的 ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。
通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD电压会比较低。
ESD模型
三种ESD模型及其防护设计ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD的相关知识。
为了定量表征ESD特性，一般将ESD转化成模型表达方式，ESD的模型有很多种，下面介绍最常用的三种：1．HBM：Human Body Model，人体模型：该模型表征人体带电接触器件放电，Rb为等效人体电阻，Cb为等效人体电容。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级2．MM：Machine Model，机器模型：机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容（Cb）是200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级3．CDM：Charged Device Model，充电器件模型：半导体器件主要采用三种封装型式（金属、陶瓷、塑料）。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料（如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等）相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。
CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级器件的ESD等级一般按以上三种模型测试，大部分ESD敏感器件手册上都有器件的ESD数据，一般给出的是HBM和MM。
通过器件的ESD数据可以了解器件的ESD特性，但要注意，器件的每个管脚的ESD特性差异较大，某些管脚的ESD电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口ESD 电压会比较低。
ESD防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。
常用资料-ESD等级
三种ESD模型及其防护设计作者：来源：时间：2008-02-29 08:02浏览量：2173ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD的相关知识。
为了定量表征ESD特性，一般将ESD转化成模型表达方式，ESD的模型有很多种，下面介绍最常用的三种：1．HBM：Human Body Model，人体模型：该模型表征人体带电接触器件放电，Rb为等效人体电阻，Cb为等效人体电容。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级2．MM：Machine Model，机器模型：机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容（Cb）是200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级3．CDM：Charged Device Model，充电器件模型：半导体器件主要采用三种封装型式（金属、陶瓷、塑料）。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料（如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等）相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。
CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级器件的ESD等级一般按以上三种模型测试，大部分ESD敏感器件手册上都有器件的ESD 数据，一般给出的是HBM和MM。
通过器件的ESD数据可以了解器件的ESD特性，但要注意，器件的每个管脚的ESD特性差异较大，某些管脚的ESD电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口ESD电压会比较低。
静电放电最常用的三种放电模型是什么？
静电放电最常用的三种放电模型是什么？1、ESD简介ESD：ESD是当具有累积正负电荷的物体（电介质）接触或接近时发生的放电现象，通常为高达几KV的纳秒级短脉冲。
目前根据ESD 产生的原因及其对集成电路放电的方式不同，常见的ESD 被分类为下列三类（还有一些模式并不常用），分别是：人体放电模式(HBM, Human Body Model), 机器放电模式(MM, Machine Model)以及充电设备模式(CDM, Charge Device Model)。
1.1 HBM-人体模型HBM(Human Body Model)，人体模型。
静电放电损害最常见的原因是，人体或带电材料将静电荷直接移转至静电放电敏感物体（ESDS）上。
在地板上行走时，身体便开始累积静电荷。
手指轻触（或靠近）ESDS 或组件的导电引线时，身体便会放电，且可能使器件受损。
这种放电模式称为「人体模型」（HBM）。
在各种ESD器件敏感度分级模型中，人体模型是最早也最普遍使用的。
HBM测试模型是指当个体站立时，其指尖的放电传递至器件上。
该模型通过一个开关组件，以电阻器（通常为兆欧级）将100pF电容器充电后，在待测器件和与之相串联的一个1500电阻器上放电，器件最后接地或到达低电位。
1.2 MM-机器模型MM(Machine Model)，机器模型；是指带电的导电物体也会发生放电，如金属工具或自动化设备、夹具等。
「机器模型」最初是为了尝试建立HBM事件的最坏情况。
这个ESD模型是一个200 pF电容直接对组件放电，输出电路中没有直流串联电阻。
放电波形可以振荡，上升时间和脉冲宽度与HBM类似。
机器模型通常会有与人体模型同样的物理性故障模式，但在明显较低的水平。
MM主要模拟可能从带电机器（如制造系统）释放的静电。
三种ESD模型及其防护设计
三种ESD模型及其防护设计ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD的相关知识。
为了定量表征ESD特性，一般将ESD转化成模型表达方式，ESD的模型有很多种，下面介绍最常用的三种：1．HBM：Human Body Model，人体模型：该模型表征人体带电接触器件放电，Rb为等效人体电阻，Cb为等效人体电容。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级2．MM：Machine Model，机器模型：机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容（Cb）是200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级3．CDM：Charged Device Model，充电器件模型：半导体器件主要采用三种封装型式（金属、陶瓷、塑料）。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料（如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等）相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。
CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级器件的ESD等级一般按以上三种模型测试，大部分ESD敏感器件手册上都有器件的ESD数据，一般给出的是HBM和MM。
通过器件的ESD数据可以了解器件的ESD特性，但要注意，器件的每个管脚的ESD特性差异较大，某些管脚的ESD电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口ESD 电压会比较低。
ESD防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。
(完整版)ESD的产生原理及防护措施
人体自身的动作或与其他物体的接触，分离，摩擦或感应等因素，可以产生几千伏 甚至上万伏的静电。比如人在化纤地毯上行走大约会有35KV的静电，翻阅塑料说明书 会有7KV静电产生。
人体放电模型(Human-Body Model, HBM) 机器放电模型(Machine Model, MM) 元件充电模型(Charged-Device Model, CDM) 电场感应模型(Field-Induced Model, FIM)
机器放电模型的ESD是指机器本身也积累了静电，当此机器去触碰IC时，静电便经 由IC的pin脚放电。机器放电的放电过程时间更短，在几十ns的时间内会有数安培的瞬 间放电电流产生。
工业标准 EIAJ-IC-121 method 20 中MM的等 效电路图，其中机器的等效电容定义为 200pF，机器的等效放电电阻为0ohm
基本方法
1、接地，接地就是将静电通过一条线的连接放入大地，这是防静电措施中最直接最有 效的。导体常用的接地方法有：带防静电手腕及工作表面接地等。
2、静电屏蔽，静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏 蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响。最通常的方法是用静电屏蔽袋作为保护。 3、离子中和，绝缘体往往是易产生静电的，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效 的，通常采用的方法是离子中和， 即在工作环境中使用离子风机，离子气枪。
静电放电最常用的三种模型及其防护设计
静电放电（ESD）最常用的三种模型及其防护设计ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握?ESD?的相关知识。
为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。
：Human Body?，人体模型：该模型表征人体带电件放电，Rb 为等效人体，Cb 为等效人体。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。
?ESD人体模型等效电路图及其ESD等级：Machine Model，机器模型：机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是?，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
?ESD机器模型等效电路图及其ESD等级：Charged??Model，件模型：半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为的一个极板而存贮电荷。
CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：?ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。
通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD电压会比较低。
ESD 防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。
电路级静电防护设计技巧与ESD防护方法
电路级静电防护设计技巧与ESD防护方法静电放电（ESD）理论研究的已经相当成熟，为了模拟分析静电事件，前人设计了很多静电放电模型。
常见的静电模型有：人体模型（HBM），带电器件模型，场感应模型，场增强模型，机器模型和电容耦合模型等。
芯片级一般用HBM做测试，而电子产品则用IEC 6 1000-4-2的放电模型做测试。
为对ESD 的测试进行统一规范，在工业标准方面，欧共体的IEC 61000-4-2 已建立起严格的瞬变冲击抑制标准；电子产品必须符合这一标准之后方能销往欧共体的各个成员国。
因此，大多数生产厂家都把IEC 61000-4-2看作是ESD 测试的事实标准。
我国的国家标准（GB/T 17626.2-1998）等同于I EC 6 1000-4-2。
大多是实验室用的静电发生器就是按IEC 6 1000-4-2的标准，分为接触放电和空气放电。
静电发生器的模型如图1。
放电头按接触放电和空气放电分尖头和圆头两种。
IEC 61000-4-2的静电放电的波形如图2，可以看到静电放电主要电流是一个上升沿在1nS 左右的一个上升沿，要消除这个上升沿要求ESD保护器件响应时间要小于这个时间。
静电放电的能量主要集中在几十MHz到500MHz，很多时候我们能从频谱上考虑，如滤波器滤除相应频带的能量来实现静电防护。
其放电频谱如下，这个图是我自己画的，只能定性的看，不能定量。
IEC 61000-4-2规定了几个试验等级，目前手机CTA测试执行得是3级，即接触放电6KV，空气放电8KV。
很多手机厂家内部执行更高的静电防护等级。
当集成电路（IC ）经受静电放电（ESD）时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流。
例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的IC 管脚。
瞬间大电流会严重损伤IC ，局部。
ESD防护及设计
ESD防护及设计一、ESD产生静电的产生无处不在，可分类为：1.摩擦、剥离起电2.感应起电感应起电是物体在静电场的作用下，发生了的电荷上再分布的现象。
比如：一个设备加电工作的过程中，产生了一定的电磁场，外围的物体受场的作用会感应出部分电荷，如显示器的屏幕带电现象。
而容性起电就比较复杂了，它是由于已经具有一定电荷的带电体在与另一物体靠近、分离时。
根据平行板电容公式c= εS/4πkd（S为金属片的正对面积，d为两金属片间的距离）。
系统电容发生改变，由Q=CV（C为电容，V为电压）可知，携带一定电量的物体或人体上的静电电位将发生变化，这就会导致集成块等微电子器件的损坏。
利用静电感应原理，使导体带电的过程。
A球原不带电，带电的B球使A球电荷发生转移，在接地情况下，经c、e、f等过程使A球带上电荷，谓之感应起电。
lV=Q/C;lC=εA/d二、ESD的特点1.干燥环境更易产生静电：2.人体对静电的感知:在3kV时，你能通过皮肤感知；在5kV时，你能听见；在10kV时，你能看见；3.静电放电的特点高电位：数百至数千伏，甚至高达数万至数十万伏；（人体对3kV以下的静电不易感觉到）低电量：静电多为微安级；（尖端瞬间放电除外）放电时间短：一般为微秒级；一个ESD瞬态感应电流在小于1ns的时间内就能达到峰值(依据IEC 61000-4-2标准)受环境影响大：特别是湿度；湿度上升则静电积累减少，静电压下降；三、ESD的危害ESD失效：仿真人体带8kV静电放电，放电3次；放大3000倍；硬损伤和软损伤人体静电可以摧毁任何一个常用半导体器件。
（以前实验室发现有人裸手拿板，就发一块坏板，让他维修。
）四、ESD控制静电不能被消除，只能被控制控制ESD的方法：1.堵：从机构上做好静电的防护，用绝缘的材料把PCB板密封在外壳内，不论有多少静电都不能到释放到PCB上。
2.导：有了ESD，迅速让静电导到PCB板的主GND上，可以消除一定能力的静电。
ESD知识及防护控制
美国公布涉及10多个行业的因静电造成的损失调查 结果，平均每年的直接经济损失高达200多亿美元，仅 电子工业部门每年因静电危害损坏电子元件的损失高 达100多亿美元。
静电危害的分类 从危害程度分为： 灾难性的事故(化工 石油 易燃 易爆) 产品的损坏(元器件失效) 潜在的损伤(性能降低) 静电直接损坏元器件占10%，潜在的损坏占90% 从危害种类分为： 静电吸附(印刷) 静电放电(ESD)
无感觉
静电放电模型
1.人体模型:可用一个100P电容 串联一个1.5K的电阻构成。放电 峰值电流达几安培，持续时间几 十纳秒。
2.机器模型:可用一个200P电容 串联一个0欧的电阻和一个500nH 电感构成，放电峰值电流可达几 百安培，持续时间几百纳秒。
3.带电器件模型：器件本身积累的静电迅速放电造 成元器件的损坏. 4.人体增强型模型：人体通过手握金属体如镊子放 电的模型,场集中在工具的最尖处，有效放电电阻 减小。这模型由电阻为330Ω，150PF电容构成。在 电压相同时，其放电电流比人体模型更大。
（生产线上的黑色线为仪器设备地线，黄色线为静电地线，静 电环、静电台垫与设备、仪器统一接在一根地线上后，仪器、 设备的静电比人的静电大得多，如果一个仪器或设备漏电会影 响到整个静电系统，操作员戴上静电环有麻的感觉，漏电通过 静电环到人后接触机板又传送至机板，这样，就有可能把机板 上的元件（邦定、IC等）损坏，增加了坏机，影响直通率及提 高了成本。 ）。 3、接触静电敏感元件人员必须佩戴有绳静电环，其工作台面 必均须放置防静电台垫。 4、接触静电敏感元件（如IC、晶片等）的电烙铁需使用恒温防 静电烙铁，烙铁焊咀到设备地之间的电阻要求小于10Ω。
• 静电敏感器件在进厂检验中注意静电防护要求
各种静电防护措施,ESD的含义及三种型式
各种静电防护措施,ESD的含义及三种型式仪表元器件按其种类不同，受静电破坏的程度也不一样，最低的100V的静电压也会对其造成破坏。
近年来随着仪表元件发展趋于集成化，因此要求相应的静电电压也在不断减弱。
人体平常所感应的静电电压在2-4KV以上，通常是由于人体的轻微动作或与绝缘物的磨擦而引起的。
也就是说，倘若我们日常生活中所带的静电电位与IC接触，那么几乎所有的IC都将被破坏，这种危险存在于任何没有采取静电防护措施的工作环境中。
静电对IC的破坏不仅体现在仪表元器件的制造工序当中，而且在IC的组装、远输等过程中都会对IC产生破坏。
要解决以上问题，可以采取以下各种静电防护措施：1、操作现场静电防护。
对静电敏感器件应在防静电的工作区域内操作;2、人体静电防护。
操作人员穿戴防静电工作服、手套、工鞋、工帽、手腕带;3、储存运输过程中静电防护。
静电敏感器件的储存和运输不能在有电荷的状态下进行。
要实现上述功能，基本做法是设法减少带电物的电压，达到设计要求的安全值以内。
即要求下式中的电荷(Q)与电阻(R)要小，表电容量(C)要大。
V=I.R Q=C.V 式中V：电压，Q：电荷量I：电流C：静电容量R：电阻当然电阻值也不是越低越好，特别是在大面积场所的防静电区域内必须考虑漏电等安全措施之后再进行材料的选取。
静电的防护一、接地接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，对于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。
接地通过以下方法实施：①人体通过手腕带接地。
②人体通过防静电鞋(或鞋带)和防静电地板接地。
③工作台面接地。
④测试仪器，工具夹，烙铁接地。
⑤防静电地板，地垫接地。
⑥防静电周转车，箱，架尽可能接地。
⑦防静电椅接地。
二、静电屏蔽静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。
ESD及PAD设计简介
ESD及PAD设计简介SUN Tong, 2006-4-9一、静电放电效应的模型1、人体模型（Human-Body Model，HBM）当带有静电的人体与集成电路管腿接触，储存于人体的电荷将转移到集成电路上，使其带电，或通过集成电路对地放电，这种ESD用人体放电模型（HBM）来描述。
该放电过程会在几百ns时间内产生数安培的瞬间放电电流，将集成电路内的器件烧毁。
对于一般集成电路，HBM放电电流的尖峰值通常在1.5 A左右。
2、机器模型（Machine Model，MM）集成电路在制造和使用过程中，机器（例如机械手臂）本身累积了静电，当此机器去接触到集成电路时，静电便经由管脚放电，这种ESD用机器模型（MM）来描述。
该放电过程会在几十ns时间内产生数安培的瞬间放电电流。
3、器件充电模型（Charged-Device Model，CDM）器件因磨擦或其他因素而在器件内部累积了静电，但在静电累积的过程中器件并未被损伤，当带有静电的器件管脚接触到地面时，器件内部的静电通过管腿对地放电，这种ESD 用器件充电模型（CDM）来描述。
该放电过程会在几ns时间内产生数安培的瞬间放电电流。
4、电场感应模型（Field-Induced Model，FIM）当器件处于静电场中，其内部将感应出电势差，此时，当某一管脚与地相碰时，器件就会对地放电，这称为电场感应模型（FIM）。
当将一个CMOS器件置于静电场中，其栅介质两侧就会感应出电势差。
如果电势差足够大，就可能使栅氧化层击穿。
这种模型的放电类似于CDM。
差别仅仅在于CDM的电荷是摩擦而来，而FIM的电荷是电场感应而来。
二、P AD设计注意事项一个好的片内保护电路应该能够抵抗多次ESD应力；还应该具有足够快的开启速度以及低的开启电阻，以保证在ESD事件发生时，能够快速将电压钳位，使相应被保护电路不受损伤。
此外，保护电路还应该具有独立性，在被保护电路工作时，保护电路应该是高阻状态，不影响内部被保护电路的正常工作。
集成电路的ESD防护技术分析
集成电路的ESD防护技术分析集成电路是现代电子技术的核心之一，它广泛应用于计算机、通讯、嵌入式系统等各个领域。
但是，在电路设计和使用过程中，静电放电（ESD）问题一直是个头痛的难题。
ESD会对集成电路造成不可恢复的损坏或缺陷，严重影响电路的可靠性和寿命。
因此，如何对集成电路进行ESD防护技术实现是一个很重要的问题。
ESD的来源很广泛，主要有三种：(1)人体静电；(2)设备间的静电；(3)环境中的静电。
因此，在集成电路设计中，需要考虑如何避免这些ESD的来源，同时加强防护策略。
现在，有很多的技术手段来解决这个问题，主要包括以下几种：1.背部引线设计：通过机械连接背部引线（SolderBall），将ESD引导至地面，以达到防护的目的。
这种设计简单、容易实现，但是会增加颗粒物，影响封装的可靠性。
2.内置防护电路设计：在集成电路内部，设计一定的电路来吸收和放电ESD，避免对引脚的损害。
这种设计简单、成本低，但是无法完全消除ESD影响。
3.局部工艺优化设计：通过局部的工艺优化措施，如在特定的地方采用金属层的补偿等方法，降低这些地方的ESD破坏风险。
这种设计可以较大程度上降低ESD损伤的风险，但需要根据具体情况进行工艺调整。
4.外置防护电路设计：在集成电路外部设计一定的防护电路，以吸收和放电ESD。
这种设计可以较好地保护集成电路，但是其成本较高，且需要考虑与已有设计的兼容性。
总之，ESD防护技术的应用非常广泛，需要根据具体情况来选择最合适的方案。
通过综合应用上述防护措施，可以有效消除或降低ESD的危害，从而提高集成电路的可靠性和稳定性。
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静电放电（ESD）最常用的三种模型及其防护设
计
ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握?ESD?的相关知识。
为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。
1.HBM：Human Body?Model，人体模型：
该模型表征人体带电接触器件放电，Rb 为等效人体电阻，Cb 为等效人体电容。
等效电路如下图。
图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级
2.MM：Machine Model，机器模型：
机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是?200pF，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。
由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级
3.CDM：Charged?Device?Model，充电器件模型：
半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。
它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。
器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。
CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下：
ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级
器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的 ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。
通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD电压会比较低。
ESD 防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。
下图是一个 ESD 防护的流程图：
ESD 防护设计流程图
ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计，单板防护设计可以提高单板 ESD 水平，降低系统设计难度和系统组装的静电防护要求。
当系统设计还不能满足要求时，需要进行应用环境设计防护设计。
ESD 敏感器件在装联和整机组装时，环境的 ESD 直接加载到器件，所以加工环境的 ESD 防护是至关重要的。
一般整机、单板、接口的接触放电应达到±2000V(HBM)以上的防护要求。
器件的 ESD 防护设计是在器件不能满足 ESD 环境要求的情况下，通过衰减加到器件上的 ESD 能量达到保护器件的目的。
ESD 是电荷放电，具有电压高，持续时间短的特点，根据这些特点，ESD 能量衰减可通过电压限制、电流限制、高通滤波、带通滤波等方式实现，所以防护电路的形式多种多样，这里就不一一列举。