防静电培训 PPT

3、充电器模型 器件接触带电体而带电，遇地放电造成内部损伤。
ESD损害的防护-标识
警 告 标 识 I ESD 敏 感 符 号 警 告 标 识 II ESD 防 护 符 号
用于表明材料或设备具有防 静电功能。
ESD损害的防护
◆半导体器件设计的静电防护(治本方法) 本方法乃是静电防护最好的办法，但在设计半导体 的抗静电电路时，必须考虑到电路产生热的影响、反 应时间、最大电压、能量传导、寄生电容等等因素， 故并非随心所欲就可以办到。因此静电防护必须靠一 些治标的方法。 ◆ 静电防护的基本原则 1. 避免静电产生。 2. 疏导和中和所产生的静电
18000
18000 6000 12000 7000 8000 12000
15000
15000 100 1500 600 1000 1000
人对静电电压的感知
See 5000V
ESD的可怕 之处是在你 毫无感觉的 时候已经产 生瞬间高压。
Hear 4500V
Touch 3500V
Component Damage 15-30V
目录
• • • • 静电的产生和静电放电(ESD) ESD对电子元器件的危害 ESD损害的防护方法 威星公司ESD防护的常用要求
物质的原子模型
• 原子由带正电、质量重、不易 移动的原子核，与核外带负电、 质量轻、绕原子核运动的电子 所组成。 • 原子核的总正电量与核外电子 的总负电量大小相等。 • 物体带电是因为最外层电子的 转移（电荷分离）
ESD损坏的实验比较数据
下图是对一种型号的两组CMOS IC进行过可靠性对比试验。一组是经历过低于其 失效阈值较多电压的ESD试验而功能完全正常的样品，另一组是未经过任何试验 的良品。寿命试验的结果是前者的中位寿命（累积失效率为50％的寿命）低于后 者2个量级以上。这充分说明了ESD潜在损伤对器件可靠性的影响。
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典型静电电压
人体动作 相对湿度10%~20% 人在合成地毯上行走 人在塑料地板上行走 35000 12000 产生的静电电压（V） 相对湿度65%~90% 1500 250~750
在毯子上滑动塑料盒
在塑料泡沫椅垫上坐一下 坐在椅子上工作 从印刷板上撕下胶带 拿起塑料带 启动吸锡器 用橡皮擦印刷电路板
静电的产生：摩擦带电
• 定义：当两个不同的物体 互相摩擦时，一些电子从 一个物体转移到另一个物 体，使两物体皆带电，此 种方式称为摩擦带电 • 结果：较易失去电子的物 体带正电，另一物体获得 电子则带负电。
剥离带电
• 两个紧密接触的物体， 在外力作用下迅速分离 一些电子从一个物体转 移到另一个物体，使两 物体皆带电，此种方式 称为剥离带电 • 结果：物体较易失去电 子的部分带正电，另一 部分获得电子则带负电。
◎物质产生静电大小排列如下表，其中愈正性与愈负性物质互相摩擦产生之静电 愈大 Positive 正性(+)
空气 石棉 铝 棉 皮革 玻璃 手 头发 石墨 云母石 尼龙 纸 兔毛 丝 钢丝 羊毛 木材 琥珀 人造丝 黄铜 , 银 金 , 白金 橡胶 奥龙 多元脂 PU聚亚氨脂 PVC聚氯乙烯 PE聚乙烯 PE聚丙烯 蜡 硅 硫磺 铁弗龙 镍,铜
源自文库
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• 对ESD敏感的元器件 集成电路 厚与薄的薄膜电阻 混合电路器件 晶体
元器件的击穿范围
表面贴装器件 MOSFET EP-ROM 运算放大器CMOS CMOS 击穿电压U(V) 100～200 100～150 190～2500 200～3000
屏蔽薄膜电阻 晶体三极管
300～3000 300～7000
ESD主要的损坏类型
1 完全失去功能(约占 10%)：介质击穿形成短 路、断路，器件即时失效 。
2 间歇性失去功能(约占 90%):晶体振荡器晶体破 裂、电极材料溶化等造成 器件延时失效。
ESD损坏的不可测性
很多的情况下这种间歇性失去功能的产品，无法 被测试、检验等手段在制程中筛选出来，而一般会 在客户现场的使用中，逐渐的造成失效，这才是最 致命的，它会造成对公司质量和信誉的打击。 静电损坏在制程中的不可测性，也是目前全球电 子制造商碰到的最头痛的一件事情。
ESD对电子元器件损伤的三种模型
1、人体模型: 人们在日常工作中，由于活动而会使人体表面产生高达几千伏 的静电势。 这些静电电荷会通过手指或其它部位直接传递到敏感电子元件中。 人体模型表现出來的特征为高压低流，这主要击穿元件內部电容。
2.机械模型 元件在组装过程中，会使用许多金属夹具，当这些金属家具 带上静电并靠近元器件时，会发生金属-元器件之间的快速放电。 机械模型表现出来的特征为低压高流，会直接烧坏元件本身。
静电基本概念
• 静电（ Electrostatic ）：物体表面静止的电荷。 • 电荷(静电荷)：当对物体施加一定能量时，使本来正负电 荷量相等而处于中性状态的物体变成其中任何一方过剩的 状态，这过剩的电量就称为电荷(静电荷) • 静电的实质是存在剩余电荷。 • 电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量。
ESD潜在损伤引起的I-V特性变化
ESD损坏的比率数据
1，IBM公司通过对其某家电子公司经过长达5年的数据分析， 对于完全失去功能的元器件，静电造成损坏的元件约占30%。 2，下图是美国Ti公司对某一年对客户失效器件原因进行分析统 计的结果，从中可以看到由EOS/ESD引起的失效占总数的47%
EOS/ESD 装联 设计 未解决的 未证实的 晶片制造
静电放电
• 静电放电：(ESD：Electrostatic Discharge) 两个具有不同静电电位的物体, 由于直接接触或 受静电场感应而引起静电电荷的转移,使带电体上的 电荷部分或全部消失的现象。 • 静电放电(ESD)一般会 在瞬间快速的发生，并 且形成很高的电压。
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Negative 負性(-)
工作场所中常见的静电产生物质或活动 ： 工作桌面 – 一般的塑料、上腊、上漆。 地 板 – 水泥地板、一般塑料地板。 衣 服 – 人造纤维衣服、一般非导电鞋、抹布。 椅 子 – 木材椅、塑料椅、玻璃纤维椅。 包装及运送 – 塑料袋、泡棉、保丽龙、塑料盒。 组装、加工、测试、修理 – 喷雾清洁剂、吸锡器、 铬铁、刷子﹑塑料带、 热气、烤箱、 复写纸。