电子产品的静电防护
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电子产品的静电防护
3．静电的击穿与放电 （1）静电放电 静电放电与外加稳定
电源产生的放电虽然同为电荷积聚所致， 但又有着明显的区别。首先，在静电放电 的情况下，起放电电源是空间电荷，因而 它所储存的能量是有限的，不像外加电源 那样具有持续放电的能力，故它仅能提供 短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电 的能量较小, 但其放电波形很复杂，控制起 来也比较麻烦。半导体器件的软击穿就与 它有关。
电子产品的静电防护
2． 为什么要防静电？ 由于电子行业的迅速发展，体积小、集成度高
的器件得到大规模生产，从而导致导线间距越来 越小，绝缘膜越来越薄，致使耐击穿电压也愈来 愈低。而电子产品在生产、运输、储存和转运等 过程中所产生的静电电压却远远超过其击穿电压 阈值，这就可能造成器件的击穿或失效，影响产 品的技术指标，降低其可靠性。由此可见，静电 是电子行业发展中的一大障碍。所以预防静电必 须提到议事日程上来，以确保产品的质量。
电子产品的静电防护
电子产品的静电防护
一、概述 在人们的日常生活和工作中,
经常会遇到静电现象。那么, 静 电到底是什么, 它的产生机理以 及它有哪些危害, 如何预防和消 除这些危害, 这是我们必须考虑 和解决的问题。
电子产品的静电防护
1． 什么是静电？ 静电是一种电能，它存在于物
体表面，是正负电荷在局部失衡 时产生的一种现象。静电现象是 指电荷在产生与消失过程中所表 现出的现象的总称，如摩擦起电 就是一种静电现象。
电子产品的静电防护
（2）化学击穿 在高压下，强 电场会在介质表面或内部的缺陷 小孔附近产生局部空气碰撞电离， 引起介质电辉，生成化学物质-臭氧和二氧化碳，使绝缘性能降 低，致使介质损坏。
电子产品的静电防护
（3）电击穿 电击穿是介质在强电 场作用下, 被击发出自由电子而引起的。 自由电子随电场强度的增加而急剧增 加，从而破坏介质的绝缘性能。可见 电击穿的本质是电荷积聚所致, 因而防 止电荷积聚就可防止电击穿。一般把 击穿的临界电压称为击穿电压, 临界场 强称为击穿场强。例如: E空气 = 3 kV/m, MOS管结构的E栅氧化摸 = 1.0×10^6kV/m。
半导体和IC生产线上的静电及其危害
①穿着尼龙衣、塑胶基底鞋缓慢在清洁地板上走动，人 身会带7KV-8KV电压 ②玻璃纤维制成的晶体载料盒滑过聚丙烯桌面时，易产
生10KV静电。 ③晶片装配线：晶片5KV，晶片装料盒35KV，工作服 10KV，桌面10KV，有机玻璃盖8KV，石英晶体1.5KV， 晶片托盘6KV ④光刻间塑料地面0.5KV-1KV，金属网格地面也是 0.5KV-1KV，扩散间塑料地面0.5KV-1.5KV瓷砖地面也是 0.5KV-1.5KV ，塑料墙面约0.7KV，塑料顶棚0-1KV，铝 板送风口，回风口0.5KV-1KV ，金属活动皮革椅面
电子产品的静电防护
（2）静电击穿 由静电击穿引起的元器件击穿 损坏是电子工业中，特别是电子产品制造中最普 遍、最严重的危害。
静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。硬击 穿是一次性造成器件的永久性失效，如器件的输 出与输入开路或短路。软击穿则可使器件的性能 劣化，并使其指标参数降低而造成故障隐患。由 于软击穿可使电路时好时坏（指标参数降低所 致），且不易被发现，给整机运行和查找故障造 成很大麻烦。软击穿时设备仍能带"病"工作，性 能未发生根本变化，很可能通过出厂检验，但随 时可能造成再次失效。多次软击穿就能造成硬击 穿，使设备运行不正常，既给用户造成损失，也 影响厂家声誉和产品电的子产销品的售静电。防护
绝缘膜
绝缘耐压 MV/cm
介电常数
Si02 Si3N Ta202 Tr02 TiO2 Nb2O5
10 10 5-8 4 1 5
电子产品的静电防护
4 7 25 22-22 20-40 30-100
表2 各类元件耐静电压值
类型
耐放电压值（v）
VMOS
MOSFET
GaAsFET
EP ROM 运算放大器
JFET
电子产品的静电防护
1． 静电吸附 在半导体元器件的生产制造过程
中, 由于大量使用了石英及高分子 物质制成的器具和材料，其绝缘度 很高，在使用过程中一些不可避免 的摩擦可造成其表面电荷不断积聚, 且电位愈来愈高。表1列出了半导 体元器件及其使用环境中部分物品 表面的静电电位。
电子产品的静电防护
表1各类绝缘膜的耐压值
C MOS 肖特基二极管 双极型晶体管
ECL 可控硅 肖特基TTL 混合电路
SAW
30-1800 100-200 100-300 100 190-2500 140-700 250-3000 300-3000 380-7000 500-1500 680-1100 300-2500 500 电子产品15的0静-5电0防0 护
2．介质击穿的分类 由静电引起元器件的击穿是电子工
业中静电危害的主要方式。在强电场 中，随着电场强的增强，电荷不断积 累，当达到一定程度时，电介质会失 去极化特征而成为导体，最后产生介 质的热损坏现象，这种现象称为电介 质的击穿。介质击穿分热击穿、化学 击穿和电击穿三种形式。
电子产品的静电防护
（1）热击穿 介质工作时，当损耗 产生的热量大于介质向周围散发的热 量时，介质的温度迅速升高，导电随 之增加，直至介质的热损坏。可见热 击穿的核心问题是散热问题。所以热 设计是产品设计的重要环节之一。
为使电子器件及产品在购买、入库、发料、检 验、储存、调测和安装等过程中免受静电危害, 了解静电产生的机理和一些防止静电产生危害的 相关知识是非常必要电和子产重品的要静电的防护。
二、电子行业中静电障害的形成 电子行业中静电障害可分为两
类：一是由静电引力引起的浮游 尘埃的吸附；二是由静电放电引 起的介质击穿.
Biblioteka Baidu
0.5KV-3KV
实际工用条件中，几乎20V的静电压直接接触器件就足以毁坏或降
低性能。
电子产品的静电防护
从表1可见，它们的静电电位都很 高。由于静电的力学效应，在这 种情况下, 很容易使工作场所的浮 游尘埃吸附于芯片表面，而很小 的尘埃吸附都有可能影响半导体 器件的良好性能。所以电子产品 的生产必须在清洁环境中操作， 并且操作人员、器具及环境必须 采取一系列的防静电措施，以防 止和降低静电电危子产品害的静的电防护形成。
3．静电的击穿与放电 （1）静电放电 静电放电与外加稳定
电源产生的放电虽然同为电荷积聚所致， 但又有着明显的区别。首先，在静电放电 的情况下，起放电电源是空间电荷，因而 它所储存的能量是有限的，不像外加电源 那样具有持续放电的能力，故它仅能提供 短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电 的能量较小, 但其放电波形很复杂，控制起 来也比较麻烦。半导体器件的软击穿就与 它有关。
电子产品的静电防护
2． 为什么要防静电？ 由于电子行业的迅速发展，体积小、集成度高
的器件得到大规模生产，从而导致导线间距越来 越小，绝缘膜越来越薄，致使耐击穿电压也愈来 愈低。而电子产品在生产、运输、储存和转运等 过程中所产生的静电电压却远远超过其击穿电压 阈值，这就可能造成器件的击穿或失效，影响产 品的技术指标，降低其可靠性。由此可见，静电 是电子行业发展中的一大障碍。所以预防静电必 须提到议事日程上来，以确保产品的质量。
电子产品的静电防护
电子产品的静电防护
一、概述 在人们的日常生活和工作中,
经常会遇到静电现象。那么, 静 电到底是什么, 它的产生机理以 及它有哪些危害, 如何预防和消 除这些危害, 这是我们必须考虑 和解决的问题。
电子产品的静电防护
1． 什么是静电？ 静电是一种电能，它存在于物
体表面，是正负电荷在局部失衡 时产生的一种现象。静电现象是 指电荷在产生与消失过程中所表 现出的现象的总称，如摩擦起电 就是一种静电现象。
电子产品的静电防护
（2）化学击穿 在高压下，强 电场会在介质表面或内部的缺陷 小孔附近产生局部空气碰撞电离， 引起介质电辉，生成化学物质-臭氧和二氧化碳，使绝缘性能降 低，致使介质损坏。
电子产品的静电防护
（3）电击穿 电击穿是介质在强电 场作用下, 被击发出自由电子而引起的。 自由电子随电场强度的增加而急剧增 加，从而破坏介质的绝缘性能。可见 电击穿的本质是电荷积聚所致, 因而防 止电荷积聚就可防止电击穿。一般把 击穿的临界电压称为击穿电压, 临界场 强称为击穿场强。例如: E空气 = 3 kV/m, MOS管结构的E栅氧化摸 = 1.0×10^6kV/m。
半导体和IC生产线上的静电及其危害
①穿着尼龙衣、塑胶基底鞋缓慢在清洁地板上走动，人 身会带7KV-8KV电压 ②玻璃纤维制成的晶体载料盒滑过聚丙烯桌面时，易产
生10KV静电。 ③晶片装配线：晶片5KV，晶片装料盒35KV，工作服 10KV，桌面10KV，有机玻璃盖8KV，石英晶体1.5KV， 晶片托盘6KV ④光刻间塑料地面0.5KV-1KV，金属网格地面也是 0.5KV-1KV，扩散间塑料地面0.5KV-1.5KV瓷砖地面也是 0.5KV-1.5KV ，塑料墙面约0.7KV，塑料顶棚0-1KV，铝 板送风口，回风口0.5KV-1KV ，金属活动皮革椅面
电子产品的静电防护
（2）静电击穿 由静电击穿引起的元器件击穿 损坏是电子工业中，特别是电子产品制造中最普 遍、最严重的危害。
静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。硬击 穿是一次性造成器件的永久性失效，如器件的输 出与输入开路或短路。软击穿则可使器件的性能 劣化，并使其指标参数降低而造成故障隐患。由 于软击穿可使电路时好时坏（指标参数降低所 致），且不易被发现，给整机运行和查找故障造 成很大麻烦。软击穿时设备仍能带"病"工作，性 能未发生根本变化，很可能通过出厂检验，但随 时可能造成再次失效。多次软击穿就能造成硬击 穿，使设备运行不正常，既给用户造成损失，也 影响厂家声誉和产品电的子产销品的售静电。防护
绝缘膜
绝缘耐压 MV/cm
介电常数
Si02 Si3N Ta202 Tr02 TiO2 Nb2O5
10 10 5-8 4 1 5
电子产品的静电防护
4 7 25 22-22 20-40 30-100
表2 各类元件耐静电压值
类型
耐放电压值（v）
VMOS
MOSFET
GaAsFET
EP ROM 运算放大器
JFET
电子产品的静电防护
1． 静电吸附 在半导体元器件的生产制造过程
中, 由于大量使用了石英及高分子 物质制成的器具和材料，其绝缘度 很高，在使用过程中一些不可避免 的摩擦可造成其表面电荷不断积聚, 且电位愈来愈高。表1列出了半导 体元器件及其使用环境中部分物品 表面的静电电位。
电子产品的静电防护
表1各类绝缘膜的耐压值
C MOS 肖特基二极管 双极型晶体管
ECL 可控硅 肖特基TTL 混合电路
SAW
30-1800 100-200 100-300 100 190-2500 140-700 250-3000 300-3000 380-7000 500-1500 680-1100 300-2500 500 电子产品15的0静-5电0防0 护
2．介质击穿的分类 由静电引起元器件的击穿是电子工
业中静电危害的主要方式。在强电场 中，随着电场强的增强，电荷不断积 累，当达到一定程度时，电介质会失 去极化特征而成为导体，最后产生介 质的热损坏现象，这种现象称为电介 质的击穿。介质击穿分热击穿、化学 击穿和电击穿三种形式。
电子产品的静电防护
（1）热击穿 介质工作时，当损耗 产生的热量大于介质向周围散发的热 量时，介质的温度迅速升高，导电随 之增加，直至介质的热损坏。可见热 击穿的核心问题是散热问题。所以热 设计是产品设计的重要环节之一。
为使电子器件及产品在购买、入库、发料、检 验、储存、调测和安装等过程中免受静电危害, 了解静电产生的机理和一些防止静电产生危害的 相关知识是非常必要电和子产重品的要静电的防护。
二、电子行业中静电障害的形成 电子行业中静电障害可分为两
类：一是由静电引力引起的浮游 尘埃的吸附；二是由静电放电引 起的介质击穿.
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0.5KV-3KV
实际工用条件中，几乎20V的静电压直接接触器件就足以毁坏或降
低性能。
电子产品的静电防护
从表1可见，它们的静电电位都很 高。由于静电的力学效应，在这 种情况下, 很容易使工作场所的浮 游尘埃吸附于芯片表面，而很小 的尘埃吸附都有可能影响半导体 器件的良好性能。所以电子产品 的生产必须在清洁环境中操作， 并且操作人员、器具及环境必须 采取一系列的防静电措施，以防 止和降低静电电危子产品害的静的电防护形成。