文档介绍：静电放电(ESD)防护基础知识
静电概论
静电危害
静电控制原理
静电防护系统
静电概论
1、静电的定义
2、静电的产生
3、静电的特点
静电的定义
静电是物体表面过剩或不足的静止电荷。
静电是一种电能,它留存物体表面:
静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果;
静电是通过电子或离子转移而形成的。
静电的产生
静电产生的方式很多,主要有接触、摩擦、感应、剥离、电解、温差、冲流、冷冻、压电等。
在电子车间主要的静电产生形式为接触、摩擦、感应三种
接触产生静电是静电荷的转移过程
摩擦产生静电
摩擦产生带电现象,其带电量多寡与二物体之接触面积、分开速度、相对湿度等因素有关。
表一静电电位表
静电产生方法
10 ~ 25%RH
65 ~ 95 %RH
走过地毯
35000V
1500V
走过塑料地砖
12000V
250V
在工作台工作
6000V
100V
从工作台取出一塑料袋
20000V
1200V
表二摩擦生电序列表
正电性(+)
负电性(-)
玻璃
耐龙
毛
铅
铝
纸张
棉
木材
钢铁
镍
铜
橡胶
聚酯
PVC
硅
铁氟龙
静电感应
静电感应的原理为电磁感应,当一物体置于静电场中,在其上可感应出正或负的静电荷,其静电电压的幅值取决于静电电场强度。
静电的特点
静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短。
静电受湿度的影响较大;
静电测量时复现性差,瞬间现象多。
物体产生静电后,在其周围形成静电场。位于静电场中的任何其它带电体都会受到电场力排斥或吸引。
静电放电可以出现在两个静电位不同的物体之间,也可发生在物体表面静电荷直接向空气放电。
静电危害
静电放电– ESD(Electro-Static Discharge)
功率型损伤电流敏感器件
静电过压– EOS( Electro-Static Overstress)
电压型损伤电压敏感器件
静电吸附– ESA( Electro-Static Attraction)
微尘造成的短路和损伤
电磁干扰– EMI( Electro-ic Interference)
静电放电引起的电磁干扰
即时失效10%
延时失效90%
静电放电
在放电过程中,这些能量约以十分之一微秒的时间通过人体和器件电阻释放,并耗散在人体和器件电阻上。
在这样短的时间内,平均脉冲功率可达几千瓦。如此大功率的短脉冲,足以烧毁硅片上的一个微区并在芯片表面炸裂出一陷坑,或者引起SiO2膜击穿或开裂,甚至烧毁金属互连线。
静电过压
当带静电荷者用手触摸器件时,人体就会将电荷传递给器件,若器件对地无放电回路,器件上就会出现高压,由于过电压的作用,会导致MOS器件的栅氧化层被击穿或引起极间空气击穿致使器件发生失效。
通常栅氧化层无保护时,在大约100V以下便可引起击穿。若氧化层有针孔或空洞,发生击穿的电压还会更低。所以MOS器件的静电防护非常重要。MOS器件的ESD损伤必须在设计、制造和使用过程中予以保护。