培训体系ESD静电防护知识培训教材

（培训体系）ESD静电防护知识培训教材

ESD静电防护知识培训课件

壹生活中的静电常识

静电是壹种生产和生活中常见的现象,静电常给我们的生产和生活带来很多麻烦．有时,它使人遭到电击;有时,它严重影响正常工作;更有甚者,它可能引起火灾和爆炸事故．

于干燥和多风的秋天，于日常生活中，我们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚壹接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时均会“触电”，时常发出“啪、啪”的声响，这就是发生于人体的静电，上述的几种现象就是体内静电对外“放电”的结果。

人体活动时，皮肤和衣服之间以及衣服和衣服之间互相摩擦，便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收且积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。

由于老年人的皮肤相对比年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本就有病变的老年人，静电更会使病情加重。过高的静电仍常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。

为了防止静电的发生，室内要保持壹定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水，或用加湿器加湿；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。发现头发无法梳理时，将梳子浸入水中片刻，等静电消除之后，便能够将头发梳理服帖了。脱衣服之后，用手轻轻摸壹下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸壹下墙，将体内静电“放”出去，这样静电就不会伤你了。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织或丝织内衣、内裤，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。

二对静电知识的初步了解

于本世纪70前代以前，很多静电问题均是由于人们没有ESD意识而造成的，即使到当下也

有很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是因为大多数ＥＳＤ损害发生于人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3ＫＶ，请参见下表：

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

7000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整个手感到被强烈地打击

8—10mA手摆脱电极已感到困难,有剧痛感(手指关节)。

20—25mA手迅速麻痹,不能自动摆脱电极（国际通常认为电流于50MA以下安全）。50—80mA呼吸困难,心房开始震颤。

90—100mA呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动.

然而随着大规模超大规模集成电路的问世，许多电子元件于几百伏甚至几十伏时就会损坏，通常电子器件被ＥＳＤ损坏后没有明显的界限，把元件安装于PCB上再检测，结果出现很多问题，分析也相当困难。特别是于出现壹些潜于损坏时，即便使用精密仪器也很难测量出其

性能有明显的变化。但近年实验证实，这种潜于损坏于壹定时间以后，电子产品的可靠性会明显下降。这种失效是由于静电放电(ElectroStaticDischarge简称ESD)造成的，无论是静电电场仍是静电电流均可能给器件造成致命的危害或潜于的损伤。对电子产品来说具有很大的危害性，静电产生后会于周围形成静电场，会产生力学效应，放电效应及静电感应效应等几种效应，人体携带静电也会对其它物体放电，于这几种效应中，静电的放电效应造成的危害最为严重，此种放电导致元器件的击穿破坏或对系统造成破坏无法正常运行壹般简称为ESD损害，ESD对元器件的损害后果导致硬击穿或软击穿。

硬击穿：是壹次性造成元器件介质击穿、烧毁或永久性失效，使集成电路彻底损坏，永久性失效，当静电放电能量达到壹定值时，足以引起封装集成电路块的爆炸，使其芯片完全烧毁裸露，造成人身伤害，设备故障耗费增加。硬击穿特征明显壹般来说能够于器件组装件或插件板出厂交货之前检查出来。

软击穿(软失效)：是造成器件的性能劣化或参数指标下降，但仍没有完全损坏而形成隐患，于最后质量检验中很难被发现，于使用时静电造成的电路潜于损伤，会使其参数变化，品质劣化，寿命降低，使设备运行壹段时间后，随温度，时间，电压的变化出现各种故障不能正常工作即为软失效。

如果受损的芯片属于壹些重要的控制系统，如网络中心控制系统，自动播出控制系统，生产调度控制中心，电子作战指挥系统，自动导航系统，火箭发射控制系统等其造成的危害有时是难以预料的，这潜于的损伤实际上具有更大危害，造成的直接和间接损失更为严重

软击穿不易察觉具有潜于隐蔽的特点危害更大，另外静电感应和静电放电时产生的电磁脉冲也有壹定危害，静电放电壹般产生频带为几百KHz~几十MHz，电平高达几十毫伏的电磁脉冲干扰可使静电敏感器件(StaticSensitiveDevice简称SSD)破坏。

于静电危害的几种类型中，ESD损害尤为突出，其突出特点是随机性和不易察觉性。人没有

感觉到放电就已造成了静电损伤.不易被检测出来，有关资料证明ESD引起的器件损伤90%为潜于性的软击穿损伤，10%为立即失效的损伤类型。静电对SSD的危害，由于集成电路的集成度越来越高，体积缩小，光刻线条变细，线间距离窄，以及采用大量新型材料(其抗静电性很低)至使其抗静电性下降，较低电位差就能将其击穿破坏，有人认为加有ESD保护电路的集成电路板不怕静电破坏，实际上尽管加有保护电路确实能够起到壹定的保护作用，当于人体或工作环境中带有上千伏静电时，虽然敏感器件内有保护电路也是无法承受的，仍然受到很大程度的破坏。

所有的集成电路均对静电敏感，其不同之处只于于所能承受的阀电压值不同而已，人体有感的静电放电于2500伏之上，因此减少静电到人无感觉的程度，且没有消除电子设备受静电损坏的危害，当人感觉到静电放电时可能已经对造成SSD损伤了，所以对静电的防护主要应致力于防患于未然，进行综合防护。

静电的基本物理特性为：吸引或排斥，和大地有电位差，会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的影响：

静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。

静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。

静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜于损伤）。

静电放电产生的电磁场幅度很大（达几百伏/米）频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产器造成干扰甚至损坏（电磁干扰）。

如果元件全部破坏，必能于生产及品管中被察觉而排除，影响较小，如果元件轻微受损，于正常测试下不易发现，于这种情形下，常会因经过多层之加工，甚至已于使用时，才发现破坏，不但检查不易，而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题，而且如果于使用时才察觉故障，其损失将可能巨大。