ESD的相关介绍

一 为何要关注静电
在日常生活中，我们都体验过静电。一般在冬日干燥环境下，人体易产生静电，用手在触摸导电材料时，手指与导电材料间产生电荷释放。我们的感觉也就是麻了一下。但静电对于半导体等电子元件的危害却不一般。这也就是为什么我们接触半导体芯片时，要先将自身的静电释放。
据不完全统计IC失效60%由于静电伤害。如今的半导体器件做的越来越精密，对于静电的防护要求也越来越高。
 
二 什么是静电与ESD
静电是物体上多余的电荷。它产生的效应包括带电体之间的作用和电场。而ESD（electro static discharge）即静电释放的意思。
 
三 静电的特点
3.1 高电位
静电可高达数万至数十万伏，人体对于3KV一下的静电不易感知。
 
3.2低电量
静电的电流多为微安级
 
3.3 作用时间短
微秒级别
 
3.4 受环境的影响大
对于湿度特别敏感，湿度上升则静电电压下降，
 
四 静电的影响
4.1 有利
1 复印机
2 环境控制（吸尘）
 
4.2 有害
1 使元器件吸附空气中的尘埃，影响元器件的散热。
2 静电产生的磁场对电子元件产生干扰
3 静电释放会击穿或烧毁电子元件

五 静电的产生方式
5.1 摩擦
不同的绝缘材料间的摩擦产生静电如下图。

5.2 传导（接触）
接触和分开带电如下图。

5.3 感应
带有静电的物体在电场的作用下使另一个物体也带有静电（对导体，半导体有效）。


六 静电释放模型
6.1 人体放电模式
当人体活动时，身体和衣服之间摩擦产生静电，若不及时的将电荷转移给大地，而是直接转移给对静电敏感的器件而造成损坏。
 
6.2 机器放电模式
指机器本身积累了静电（如机械手臂）触碰IC时，因为机器多为金属，等效电阻几乎为0，所以放电过程极短，在短时间内会有大量电流产生。
 
6.3 元件充电模式
指IC因为摩擦或其他原因在内部积累了静电，但在静电积累的过程中并未损伤。当带有静电的IC在接触接地面时，IC内部的静电会从其PIN释放。
 
七 如何防护静电

7.1 静电泄漏与消耗
1 使用防静电材料
2 接地
(1) 软接地：地线串接阻值较高的电阻后再接地
(2) 硬接地：将地线直接接低电阻接地。
 
7.2 静电中和
将正负离子与电源上的正负电荷中和，从而消除静电源上积累的静电。
 
7.3 静电屏蔽
用金属线与金属网等将带电的物体包覆。限制物体对周围环境产生电气作用
 
7.4 增湿
在允许增湿的场所增湿，可以降低静电绝缘体表面电阻率，增强其导电性。提高电荷泄漏速度。
 
八 与静电有关的标准
8.1 国内标准
GJB3007-2009

8.2 美国标准
ANSI/ESD S20.20-2007
可以认为ESD20.20 是一个买方认证标准， 对于那些芯片、电子元器件、电源及转换器、显示屏的制造商而言，要成为知名品牌的供应商，ESD20.20 近似于一个强制认证标准。
 
8.3 国际标准
IEC 61340-5-1:2007
 
8.4 行业标准
SJ/T10694-2006