【培訓(xùn)課件】ESD原理

靜電放電（ESD）原理靜電放電是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中常見問題，對(duì)產(chǎn)品可靠性和使用壽命有重要影響。by課程目標(biāo)了解靜電放電(ESD)的基本原理和危害性。掌握ESD控制的基本方法和措施。熟悉ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法。提高對(duì)ESD控制的重視，減少ESD造成的損失。靜電discharge(ESD)是什么?靜電放電(ESD)是一種現(xiàn)象，是指帶靜電物體之間的電荷突然釋放，導(dǎo)致電流迅速流動(dòng)。這種放電通常發(fā)生在兩個(gè)電位不同的物體之間，導(dǎo)致電能突然釋放，產(chǎn)生火花、熱量或聲音。ESD可能會(huì)損壞電子元器件，導(dǎo)致設(shè)備故障，甚至引發(fā)安全事故。ESD的危害數(shù)據(jù)丟失設(shè)備故障性能下降壽命縮短安全隱患生產(chǎn)成本增加ESD的危害(續(xù))電路損壞ESD可導(dǎo)致電路元件損壞，造成設(shè)備故障甚至無法正常工作。數(shù)據(jù)丟失靜電放電會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)丟失，造成信息損失和工作效率下降。ESD的成因1摩擦起電不同材料相互摩擦?xí)r，電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，導(dǎo)致物體帶電。2接觸起電當(dāng)兩種不同材料相互接觸時(shí)，電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，導(dǎo)致物體帶電。3感應(yīng)起電當(dāng)帶電物體靠近不帶電物體時(shí)，不帶電物體內(nèi)部的電荷會(huì)重新分布，導(dǎo)致物體帶電。ESD產(chǎn)生的途徑摩擦當(dāng)兩種不同材料相互摩擦?xí)r，電子會(huì)從一種材料轉(zhuǎn)移到另一種材料，導(dǎo)致靜電荷的積聚。感應(yīng)當(dāng)帶電物體靠近不帶電物體時(shí)，會(huì)感應(yīng)出相反極性的靜電荷。接觸當(dāng)兩個(gè)帶電物體相互接觸時(shí)，靜電荷會(huì)從高電位物體轉(zhuǎn)移到低電位物體。ESD敏感設(shè)備集成電路靜電放電可能損壞集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備故障。微處理器微處理器對(duì)靜電放電非常敏感，即使微小的放電也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或損壞。存儲(chǔ)器靜電放電會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)丟失或損壞，從而影響設(shè)備的功能。ESD敏感設(shè)備(續(xù))集成電路集成電路對(duì)靜電非常敏感，輕微的靜電放電可能導(dǎo)致芯片損壞。半導(dǎo)體芯片半導(dǎo)體芯片是現(xiàn)代電子設(shè)備的核心，ESD會(huì)影響芯片的性能和壽命。ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)1IEC61340-5-1靜電放電敏感電子元件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)2ANSI/ESDS20.20電子元件靜電放電敏感性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)3MIL-STD-883軍用電子元件靜電放電敏感性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(續(xù))測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)描述IEC61340-5-1靜電放電防護(hù)測(cè)試方法ANSI/ESDSTM1靜電敏感器件的測(cè)試方法MIL-STD-1686軍用電子設(shè)備的靜電放電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)ISO10211靜電放電敏感器件的測(cè)試方法靜電的基本概念靜電荷靜電荷是指物體表面積累的電荷，由于電荷不平衡而產(chǎn)生。電勢(shì)電勢(shì)是指物體表面積累的靜電荷的能量，單位為伏特(V)。電場(chǎng)電場(chǎng)是指帶電體周圍的空間，存在著靜電力。靜電放電靜電放電是指帶電物體與另一個(gè)物體或接地體之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的過程。靜電的基本概念(續(xù))電荷靜電是由于電荷的積累而產(chǎn)生的。原子原子包含帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子。靜電荷當(dāng)物體失去或獲得電子時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜電荷。靜電荷的產(chǎn)生1摩擦起電不同材料接觸后分離，電子轉(zhuǎn)移2接觸起電兩種不同電位物體接觸，電荷轉(zhuǎn)移3感應(yīng)起電帶電體靠近導(dǎo)體，電荷重新分布靜電荷的積聚1摩擦起電不同的材料相互摩擦?xí)r，會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致一個(gè)物體帶正電，另一個(gè)物體帶負(fù)電。2感應(yīng)起電當(dāng)帶電物體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電荷會(huì)重新分布，導(dǎo)致導(dǎo)體表面積聚靜電。3接觸起電當(dāng)兩個(gè)不同材料的物體接觸時(shí)，電子會(huì)從電負(fù)性高的物體轉(zhuǎn)移到電負(fù)性低的物體，導(dǎo)致靜電荷積聚。靜電荷的積聚(續(xù))1摩擦起電不同材料接觸后分離，電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致電荷積累。2感應(yīng)起電帶電物體靠近導(dǎo)體，使導(dǎo)體表面產(chǎn)生異性電荷分布。3電荷注入靜電場(chǎng)作用下，電子或離子注入絕緣體內(nèi)部，形成電荷積聚。靜電荷的轉(zhuǎn)移1接觸轉(zhuǎn)移當(dāng)兩個(gè)不同材料的物體接觸時(shí)，電子會(huì)從電負(fù)性較高的物體轉(zhuǎn)移到電負(fù)性較低的物體，從而形成靜電荷。2感應(yīng)轉(zhuǎn)移當(dāng)帶電物體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上的自由電子會(huì)受到帶電物體的吸引或排斥，從而形成靜電荷。3摩擦轉(zhuǎn)移當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，會(huì)產(chǎn)生大量的靜電荷，這些靜電荷會(huì)通過摩擦力的作用轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。靜電放電過程電荷積聚當(dāng)物體表面積聚過量的靜電荷時(shí)，就會(huì)形成電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度增加當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。放電路徑放電路徑通常是沿著電場(chǎng)強(qiáng)度最高的路線進(jìn)行的，例如空氣中的離子化。電荷釋放放電過程會(huì)釋放能量，造成電擊、損壞電子設(shè)備或引發(fā)火災(zāi)。靜電放電過程(續(xù))1電場(chǎng)形成當(dāng)帶電物體靠近接地物體時(shí)，會(huì)在物體之間形成電場(chǎng)。2空氣擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使空氣發(fā)生電離，形成導(dǎo)電通道。3電流產(chǎn)生靜電荷通過導(dǎo)電通道快速釋放，產(chǎn)生短暫的電流，即靜電放電。ESD控制的重要性設(shè)備損壞ESD可能會(huì)損壞敏感電子元器件，導(dǎo)致設(shè)備故障或無法正常工作。生產(chǎn)效率降低ESD會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，造成生產(chǎn)成本增加，降低生產(chǎn)效率。安全隱患ESD可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)或爆炸，對(duì)人員安全構(gòu)成威脅。ESD控制的基本原則1消除靜電通過接地和靜電消除器等措施降低靜電荷的積聚。2控制靜電使用防靜電材料、設(shè)備和工作場(chǎng)所，防止靜電荷的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移。3屏蔽靜電使用屏蔽材料或裝置，阻擋靜電荷的傳播。人體靜電釋放防護(hù)接地腕帶接地腕帶可以將人體積聚的靜電荷釋放到地面，有效防止靜電放電對(duì)敏感設(shè)備造成損害。防靜電墊防靜電墊可以為操作人員提供一個(gè)安全的接地環(huán)境，防止靜電荷積聚和放電。防靜電服防靜電服可以減少人體表面靜電荷的積聚，降低靜電放電的風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境靜電釋放防護(hù)地板使用抗靜電地板或?qū)щ姷匕澹梢杂行Ы档偷孛骒o電積聚。工作臺(tái)工作臺(tái)面應(yīng)使用防靜電材料，并定期清潔，防止灰塵積累。離子風(fēng)機(jī)離子風(fēng)機(jī)可消除工作區(qū)域的靜電，使空氣中電荷中和。設(shè)備靜電釋放防護(hù)1接地將設(shè)備連接到接地系統(tǒng)，以防止靜電荷積聚。2防靜電材料使用防靜電材料制造或覆蓋設(shè)備，減少靜電荷的產(chǎn)生。3離子風(fēng)機(jī)使用離子風(fēng)機(jī)中和設(shè)備周圍的靜電荷。工作環(huán)境靜電釋放防護(hù)接地確保所有導(dǎo)電表面都接地，例如工作臺(tái)、地板和設(shè)備。抗靜電地板使用抗靜電地板，可以有效降低靜電積累，防止靜電放電。濕度控制保持工作環(huán)境的相對(duì)濕度在40%至60%之間，可以有效降低靜電積累。產(chǎn)品使用靜電釋放防護(hù)在使用電子產(chǎn)品時(shí)，要避免在干燥的環(huán)境中產(chǎn)生靜電，例如使用防靜電手環(huán)或防靜電工作服。使用防靜電包裝材料，例如防靜電袋或防靜電泡沫，可以有效地保護(hù)電子產(chǎn)品免受靜電的傷害。避免接觸電子產(chǎn)品的敏感部位，例如芯片或連接器，這些部位更容易受到靜電的傷害。靜電釋放測(cè)試分類按測(cè)試目的分類敏感度測(cè)試防護(hù)效果測(cè)試靜電釋放模式測(cè)試按測(cè)試方法分類人體模型放電測(cè)試機(jī)器放電測(cè)試靜電場(chǎng)測(cè)試靜電釋放測(cè)試方法1人體模型放電測(cè)試模擬人體靜電釋放過程，測(cè)試設(shè)備的抗靜電性能2靜電感應(yīng)測(cè)試測(cè)量設(shè)備受到靜電感應(yīng)后的電荷量，評(píng)估設(shè)備的靜電敏感度3靜電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試測(cè)量工作環(huán)境中的靜電場(chǎng)強(qiáng)度，評(píng)估環(huán)境的靜電安全靜電釋放測(cè)試方法(續(xù))模擬人體模型測(cè)試使用人體模型模擬人體靜電放電，測(cè)量目標(biāo)設(shè)備的承受能力。通過模擬人體靜電放電，評(píng)估設(shè)備的抗靜電能力，了解設(shè)備是否能夠承受人體的靜電放電。靜電放電槍測(cè)試使用靜電放電槍模擬靜電放電，測(cè)試目標(biāo)設(shè)備的抗靜電能力。通過模擬靜電放電，評(píng)估設(shè)備的抗靜電能力，了解設(shè)備是否能夠承受靜電放電槍的靜電放電。靜電放電電壓測(cè)試測(cè)試目標(biāo)設(shè)備的承受靜電放電電壓，評(píng)估設(shè)備的抗靜電能力。通過測(cè)試設(shè)備的承受靜電放電電壓，了解設(shè)備是否能夠承受特定的靜電放電電壓。靜電釋放測(cè)試結(jié)果分析1通過率測(cè)試樣本中，符合標(biāo)準(zhǔn)的比例。2失效模式測(cè)試中出現(xiàn)的失效類型，比如數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、器件損壞。3敏感度