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什么是靜電?靜電有哪些特點?ESD靜電放電會產生哪些危害?

8727次 2020-07-10 作者:驗廠之家
        一、靜電的基礎概念:
        1、靜電:靜電(Electrostatic)就是物體表面過剩和不足的靜止電荷,靜電是一種電能,它留存與物體表面;靜電是正電荷和負電荷在局部范圍內失去平衡的結果;靜電是通過電子和離子的轉移而形成的。
        2、靜電放電(ESD  Electrostatic Discharge)帶有不同靜電電勢的物體或表面之間的靜電電荷轉移。有兩種形式:接觸放電,電場擊穿放電。
        3、靜電放電的三種方式 :
        1) 帶電人體的放電方式(HBM) 由于人體會與各種物體間發生接觸和磨擦,又與元器件接觸,所以人體易帶靜電,也容易對元器件造成靜電損傷。普遍認為大部分元器件靜電損傷是由人體靜電造成的。
        2)帶電機器的放電方式(MM) 機器因為摩擦或感應也會帶電。帶電機器通過電子元器件放電也會造成損傷。這類就叫做:機器放電的模型(Machine Model)
        3) 充電器件的放電模型 (CDM)在元器件裝配、傳遞、試驗、測試、運輸和儲存的過程中由于殼體與其它材料磨擦,殼體會帶靜電。一旦元器件引出腿接地時,殼體將通過芯體和引出腿對地放電。這種形式的放電可用所謂帶電器件模型(Charged-Device Model,CDM)來描述
        二、靜電具有以下特性:
        1)隱蔽性:除非發生靜電放電,人體不能直接感知靜電,但發生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺,這是因為人體感知的靜電放電電壓為2~3kv,所以靜電具有隱蔽性。
        2)潛在性:有些會受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降,但多次累加放電會給IC器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對IC的損傷具有潛在性。
        3)隨機性:IC什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說,從一個IC芯片產生以后一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產生也具有隨機性,其損壞也具有隨機性

        4)復雜性:靜電放電損傷的失效分析工作,因微電子IC產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費財,要求較高的技術并往往需要使用高度精密儀器,即使如此,有些靜電損傷現象也難以與其它原因造成的損傷加以區別;使人誤把靜電放電損傷的失效當作其它失效,這在對靜電放電損害未充分認識之前,常常歸因于早期失效或情況不明的失效,從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以分析靜電對IC的損傷具有復雜性。

               什么是靜電?靜電有哪些特點?靜電會產生哪些危害?

        三、靜電危害:
        當某些電介質、導體帶上靜電荷后,盡管所帶電荷量不多,但由于自身對大地分布電容非常小,使得靜電電位較高。當垂直于帶電物體表面的靜電電位達到2000伏時,就會向空氣放電。
        1、 在日常生活中的ESD現象:
        我們都親身經歷過。譬如,在冬季一間溫暖的房間里,走在覆蓋地毯的地面時,當你伸手接觸門的把手時,就會有電擊的感覺;脫下合成纖維衣服時產生噼啪聲,夜間還可以看到火花(空氣的擊穿場強為30kv/cm);天氣干燥時,用塑料梳子梳頭時會產生放電聲。對于人體而言,這種靜電的突然放電不會造成任何傷害;可是,對于ESDS(靜電放電敏感器件)器件,靜電放電就可能損害電子器件。ESD對電子器件的損害是人體覺察不到的,具有隱蔽性,需通過儀器才能檢測出
        2、電子器件的靜電放電:
        電子器件發生ESD事件,主要是各種靜電源(人體、工作臺等)對電子器件放電所致。在集成電路(integrated circuit)工業中,靜電放電可以使集成電路芯片介質擊穿,芯線熔斷、漏電流增大加速老化、電性能參數改變等等。靜電放電對電子器件損害具有潛在和緩慢失效性,這種情況危害更大。通常,ESDS(靜電放電敏感器件)器件易發生靜電放電,所以,受ESD的危害更大。大多數電子器件采用對靜電極為敏感的MOS工藝制作,無論從器件的發展還是器件的應用出發,為了防止ESD對電子器件的危害,有必要對電子器件受靜電危害的機理以及相應的防護措施進行探討。闡明電子器件ESD產生的原因,并對IC的ESD保護提供指導。

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