防静电(ESD)知识培训ppt

ESD的特殊性
4.静电是时时刻刻到处存在的，随着集成电路的密度越来越 大，一方面其二氧化硅膜的厚度越来越薄（微米－纳米），其承 受的静电电压越来越低，另一方面，产生和积累静电的材料如塑 料，橡胶等大量使用，使得静电越来越普遍存在。
5 提高产品的防静电能力，就要有全面的静电基础知识，做 好ESD预测和ESD防护设计。
轴和皮带滚动分离时也容易产生静电。
+ +
五.其他方式
+
光电效应
喷射带电
+
+
轮子
+
轴
皮带
静电产生原理
空气
（+） 人类的手 锡面
动物的毛 玻璃
- 该序列是按带电量多少由正到负排序，最上是带
头发
（+）电子最多，依次减弱至最下为带（-）电子
晴纶 羊毛
最多 .
毛皮
铝
绸子
纸
棉
木材
铁
铜
银
金
Βιβλιοθήκη Baidu硫磺
PVC（塑料）
ESD（ Electro Static Discharge） 基础知识
目录 1.静电的产生原理 2.静电的危害 3.静电放电的形式 4.静电的防护措施 5.防静电系统的建立
静电产生原理
ESD─Electro Static Discharge 在日常生活中常见的静电现象： 冬天手握金属门把手 穿毛衣时的劈啪声以及火花 用塑料梳子梳头发，头发会立起 斯诺克台球击球时
靜電的危害
二.静电放电
静电放电可使集成电路芯片介质击穿、芯线熔断、漏 电流增大、加速老化、电性能参数改变等等。静电放电对 芯片损坏具有潜在和缓慢失效性。这种情况危害性更大。
三.辐射电场
静电放电产生的宽频干扰可对计算机和低电平数字电路产生 干扰，导致工作状态发生翻转效应或导致仪器（表）运行失常。 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）
ESD模型
人体模型(HBM)
人體
元件
1)放电电容C=100pF, R=1.5KΏ
2)6次ESD脉冲
8.0
7.0
3 次正脉冲,3次负脉冲 6.0 5.0
每次放电间隔时间大于1S
4.0 3.0
2.0
3)用于器件特性测量
1.0
-
0
4)广泛采用的模型
Current Waveform Through a Short - HBM
100
200
300
400
500
Time (nS)
5)第一个尖峰上升时间Tr: 2 nS < Tr <10 nS
ESD模型
人体金属模型(IEC61000-4-2/GB17626.2) 1)HBM的一种增强型,为现代ESD
静电的危害
静电有三种方式对电子工业危害最大。
一.吸附尘埃
◆静电吸附尘埃对微电子生产业影响很大，在现代大规模集成电路 （LSI）生产中，芯片的线宽已达到0.1微米。如果其产生静电， 则对几～几十微米尘埃吸附作用的明显。一颗直径几微米尘埃吸 附在芯片上，即可造成十几根
芯线之间的绝缘强度降低、造成 短路使芯片损坏。（见图1-1）
静电产生原理
一.摩擦生电
通常任何物体所带有的正负电荷是等量的，当与其它物体接触、 摩擦、并由于机械作用分离时，因两种物体得失电子能力不同， 得到电子一方积聚负电荷，另一种物体则积聚正电荷，在各物体 上产生静电，并在外部形成静电场。
e
-
e
-
e
-
e
-
e
e
-
-
7P+
e
摩
e
-
-
擦e
e
e
-
-
7P+
e
3由于多数情况下ESD能量都较小，所以受到ESD伤害 的也并不表 现为立即报废，有些仅表现为漏电增加，工作不稳定，甚至在出厂 测试中一时表现不明显，以后发现问题易归咎为材料不良或设计不 良而不自省，因此常使人们认识不到ESD的危害，抱有侥幸心理。特 别是潜在损坏，即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化， 这种潜在损坏在一定时间以后，电子产品的可靠性明显下降 。
靜電的危害
金屬接合窗
橫 切 面 放 大 (2,000)
橫 切 面 放 大 (10,000)
靜電引起的不良类型
1 暂时性功能丧失 2 逐步性能恶化（最严重） 3 部件性能完全丧失
其中逐步恶化型是电子制造业中最 大的隐患，也正是我们要预防改善的 重点
靜電放電形式
国际通用的3种ESD模型 1) 人体模型:Human Body Model (HBM) EIA/JESD22-A114-A ANSI/EOS/ESD-S5.1-1993 MIL-STD-883 (method 3015) IEC61000-4-2 2) 机器模型:Machine Model (MM) EIA/JESD22-A115-A ANSI/EOS/ESD-S5.1-1993 3) 带电器件模型:Charge Device Model (CDM) JESD22-c101
（-）
人体感知静电位能力
人体带电 电位
1.0 KV 2.0 KV 2.5 KV 3.0 KV 4.0 KV 5.0 KV 6.0 KV 7.0 KV 8.0 KV 9.0 KV 10.0 KV 11.0 KV 12.0 KV
电冲击的程度
没感觉 手指尖有感觉但不疼 吓一跳，好象碰上针尖，但不疼 有点疼，用针轻轻刺一下的感觉 手指头有轻微痛感，感觉用针刺一下 手心或胳膊腕子因电冲击感觉痛 手指头好疼，感觉胳膊被电冲击 手指头和手心上有强烈的疼痛和麻木的感觉 手心和胳膊感觉麻木 手腕强烈疼痛，感觉麻木 手全部疼痛，感觉触电 手指头有强烈的麻木，整个手被强烈电冲击 因强烈的电冲击，身体有触电的感觉
e
-
e
-
平衡原- 子 1
平衡- 原子 2
e
-
ee
-
e
-
7P+
e
-
e
e
-
-
e
-
帶負電原子
e
-
e
-
7P+
e
-
e e
-
帶正電- 原子
静电产生原理
二.感应带电 三.传导带电
++
-+
++
-+
++
-+
++ ++++ ++
++
+ +
+ +
+ +
静电产生原理
四.剥离带电
粘贴的标签或塑料揭下来时易发生静电，
备注
发生微弱的放电音 能见到放电的火光 手指尖上放电火光
（注）人体静电容量100PF
ESD的特殊性
1大多数ＥＳＤ损害发生在人的感觉以下, 人体对静电放电的感 知电压约为3ＫＶ，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏。 2静电的产生和积累要一定的条件和过程，所以未加保护也不见 得件件产品都会受到ESD伤害，有一定的偶然性；