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什么是静电?静电有哪些特点?ESD静电放电会产生哪些危害?

327次 2020-07-10 作者:验厂之家
        一、静电的基础概念:
        1、静电: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。
        2、静电放电(ESD  Electrostatic 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。
        3、静电放电的三种方式 :
        1) 带电人体的放电方式(HBM) 由于人体会与各种物体间发生接触和磨擦,又与元器件接触,所以人体易带静电,也容易对元器件造成静电损伤。普遍认为大部分元器件静电损伤是由人体静电造成的。
        2)带电机器的放电方式(MM) 机器因为摩擦或感应也会带电。带电机器通过电子元器件放电也会造成损伤。这类就叫做:机器放电的模型(Machine Model)
        3) 充电器件的放电模型 (CDM)在元器件装配、传递、试验、测试、运输和储存的过程中由于壳体与其它材料磨擦,壳体会带静电。一旦元器件引出腿接地时,壳体将通过芯体和引出腿对地放电。这种形式的放电可用所谓带电器件模型(Charged-Device Model,CDM)来描述
        二、静电具有以下特性:
        1)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。
        2)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。
        3)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

        4)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。

               什么是静电?静电有哪些特点?静电会产生哪些危害?

        三、静电危害:
        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。
        1、 在日常生活中的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
        2、电子器件的静电放电:
        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。大多数电子器件采用对静电极为敏感的MOS工艺制作,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。阐明电子器件ESD产生的原因,并对IC的ESD保护提供指导。

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