防静电基础知识培训教材

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静电概念小结
静电是电荷的产生与消失过程中产生的 电 现象
的
总称
特点
高电位
低电量
小电流
作用时间短 复现性差 瞬间现象多 受湿度影响较大
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1. 接触起电
当两个不同的物体相互接触时就会使得其中一个物体失去 一些电荷带正电，而另一个物体得到一些剩余电子的物体 而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积 累使物体带上静电。
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静电的危害二
今天，大多数电子器件采用对静电极为敏感的MOS工艺制作，因此，无论从器件的 发展还是器件的应用出发，为了防止ESD对电子器件的危害，有必要对电子器件 受静电危害的机理以及相应的防护措施进行探讨。试图阐明电子器件ESD产生的 原因，并对IC的ESD保护提供指导。
静电危害具有以下特性：
电子器件发生ESD事件，主要是各种静电源（人体、工作台等）对电子器件放电 所致。在集成电路（integrated circuit）工业中，静电放电可以使集成电 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。 静电放电对电子器件损害具有潜在和缓慢失效性，这种情况危害更大。通常 ，ESDS（静电放电敏感器件）器件易发生静电放电，所以，受ESD的危害更大 。
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目
一.静电基本概念及产生原理 二.静电对电子工业的危害 三.静电的防护与控制 四.静电标示及其意义 五.生产现场静电防护实例
录
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静电的基本概念之一
静电（Electrostatic）就是物体表面过剩和不足的 静止电荷，静电是一种电能，它留存与物体表面； 静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的 结果；静电是通过电子和离子的转移而形成的。
隐蔽性 ：除非发生静电放电，人体不能直接感知静电，但发生静电放电人体也 不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为2~3kv，所以静电 具有隐蔽性。
潜在性 ：有些会受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放电会给 IC器件造成内伤而形成隐患。因此静电对IC的损伤具有潜在性。
随机性 ：IC什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个IC芯片产生以 后一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具 有随机性，其损坏也具有随机性
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静电放电（ESD Electro Ｓtatic Discharge）： 带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷 转移。有两种形式：接触放电，电场击穿放电。
静 电 敏 感 度 (ESDS Electrostatic Discharge Sensitivity)
静 电 敏 感 器 件 (ESSD Electrostatic Sensitive Devices)
人体的充电过程
摩擦带电
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剥离带电
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静电的基本概念之三
在一般工业生产中，静电具有高电位、低电量、小电流（脉冲电 流，有争议）和作用时间短的特点，设备或人体的静电位最高可 达数万伏以至数十万伏；这要比市电220v、380v高得多。但所积 累的静电量却很低，通常为微库仑级；静电电流多为毫安级；作 用时间多为毫秒级。
EPA:ESD Protect Area(ESD防护区域) ECA:ESD Control Area(ESD控制区域)
+-
-
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静电的基本概念之二
静电问题依附于物体（气、液、固体）而存在。如果物体带有过 剩的电荷则成为带电体。物体间的电荷转移过程就是起电过程。
静电产生的方式很多，接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、 温差等都可以产生静电。但基本过程可归纳为：接触--》电荷转 移 --》偶电层的形成 --》电荷分离。
静电通世界上任何事物一样具有两重性：既能为人类造福，如静 电复印、静电涂敷、静电除尘等静电应用技术；亦会带来许多危 害，诸如石化、电子及电工领域。就电子元器件的生产及电子设 备的装联、调试作业而言，因接触摩擦起电、人体静电与接地问 题能造成很大经济损失。初步研究发现，摩擦起电、人体静电乃 是电子、微电子工业中之间两大危害源。
复杂性 ：静电放电损伤的失效分析工作，因微电子IC产品的精、细、微小的结 构特点而费时、费事、费财，要求较高的技术并往往需要使用高度精密仪器， 即使如此，有些静电损伤现象也难以与其它原因造成的损伤加以区别；使人误 把静电放电损伤的失效当作其它失效，这在对静电放电损害未充分认识之前， 常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。 所以分析静电对IC的损伤具有复杂性。
在日常生活中，许多ESD现象，我们都亲身经历过。譬如，在冬季一间温暖的房 间里，走在覆盖地毯的地面时，当你伸手接触门的把手时，就会有电击的感 觉；脱下合成纤维衣服时产生噼啪声，夜间还可以看到火花（空气的击穿场 强为30kv/cm）；天气干燥时，用塑料梳子梳头时会产生放电声。对于人体而 言，这种静电的突然放电不会造成任何伤害；可是，对于ESDS（静电放电敏 感器件）器件，静电放电就可能损害电子器件。ESD对电子器件的损害是人体 觉察不到的，具有隐蔽性，需通过仪器才能检测出
例
A.剥离塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电B. 脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。 C.摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平
衡的过程。实质上是接触分离起电。
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2. 感应起电
当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端 分别感应出负电和正电
A
B
C
3. 热电和压电起电、喷射起电等
气体, 液体的流动与喷射
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静电产生的物理过程 接触
电荷转移
偶电层形成
电荷分离 静电产生
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静电 产生的方式 接触 摩擦 冲流 冷冻 电解 压电 温差
…...
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静电Fra Baidu bibliotek危害一
ESD是英文Electrostatic Discharge的缩写，即"静电放电"的意思。当某些电介 质、导体带上静电荷后，尽管所带电荷量不多，但由于自身对大地分布电容 非常小，使得静电电位较高。当垂直于带电物体表面的静电电位达到2000伏 时，就会向空气放电。