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contents •ESD概述•ESD的基本原理•ESD的防护措施•ESD在实际应用中的注意事项目录静电放电电荷累积与放电ESD的定义引发火灾或爆炸在特定条件下，ESD可能点燃易燃物质，引发火灾或爆炸，对人员和财产安全构成威胁。
损坏电子元件ESD产生的瞬间电流和电磁脉冲可能损坏电子设备的敏感元件，如CMOS芯片，造成设备故障或性能下降。
对人体健康的影响ESD放电可能对人体造成电击，虽然通常不会对健康人造成严重影响，但对心脏病患者或使用心脏起搏器的人可能构成生命威胁。
ESD的危害ESD的防控意义保障生产安全提升产品质量和可靠性保护电子设备静电的产生摩擦起电当两个不同金属接触后再分开，也会产生静电，通常是由于电子从一种金属转移到另一种金属上所导致的。
接触带电感应带电1静电的放电23在高电压下，空气中的气体分子会被电离，产生带电粒子，这些粒子在空气中形成电流，并伴随着发光、发声等现象。
电晕放电在两个带电物体之间，当电压升高到一定程度时，会突然产生一道火花，使电荷得以中和。
火花放电在大气中，由于云层内部带电粒子的不断运动和碰撞，会产生大规模的静电放电现象，即闪电。
闪电放电静电的传导与消散表面传导01体积传导02消散0303培训与教育人员防护01穿戴防静电服02佩戴防静电手环设备与器材防护使用防静电包装材料对静电敏感器件采用防静电包装材料进行包装，以防止静电对其造成损害。
设备接地确保所有设备良好接地，以及时泄放静电，避免静电积聚。
采用防静电工作台在电子制造过程中，应采用防静电工作台，以防止静电对电子产品的损害。
静电消除器严格管理控制室内温度和湿度环境防护电子产品的ESD防护设计030201生产过程中的ESD防护措施工作人员应穿戴防静电服、防静电鞋、防静电手环等防护用品，以减少静电产生和积累。
人员防护环境控制设备防护物料管理生产现场应保持一定的湿度，减少静电产生。
使用防静电地板、防静电工作台等设施。
对生产设备采取防静电措施，如使用防静电涂料、安装防静电装置等。
ESD器件ESD器件概述ESD保护元件的作用是转移来自敏感元件的ESD应力，使电流流过保护元件而非敏感元件，同时维持敏感元件上的低电压；ESD保护元件还应具有低泄漏和低电容特性，不会降低电路功能；不会对高速信号造成损害，在多重应力作用下保护元件的功能不会下降。
瞬态电压抑制器（TVS）、压敏电阻和聚合物是近几年发展起来的几种专用ESD呆护元件。
其中前两种元件均采用电压钳位的方式进行保护，采用带导电粒子的聚合物则是采用消弧（crowbar）保护策略。
压敏电阻和聚合物支持双向保护，但TVS可支持单向或双向保护。
传统的压敏电阻虽然在成本上具有一定优势，但它存在的一个最大问题是体积太大，无法满足手持设备的封装要求。
事实上，与压敏电阻相比，基于硅材料的TVS和聚合物材料ESD具有更好的钳制性能、更低的泄漏和更长的使用寿命。
高分子聚合物和TVS在多重应力下仍然可保持强大的性能，而压敏电阻则会随着使用次数的增多性能下降。
TVS技术利用的是半导体的钳位原理，在经受瞬时高压时，会立即将能量释放出去，而压敏电阻采用的是物理吸收原理，因此每经过一次 ESD事件，材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道。
“TVS技术的原理就好像传统的打太极，可以轻松释放掉能量而不是直接与之对抗”。
这样做的好处是器件不会受到损害，基本上没有寿命限制。
从现场展示的TVS与压敏电阻的钳制电压曲线来看，TVS器件可以在极短时间内将输入的大电压钳制到5至6伏的水平，而压敏电阻的曲线则下降得非常缓慢，并且无法达到TVS器件的效果。
这表明 TVS器件在响应时间和钳制性能方面均优于压敏电阻。
几种ESD器件的比较1、普通二极管，只能起到箝制电压的作用，不能响应高达几百兆频率的ESD脉冲。
2、压敏电阻/热敏电阻/PTC，压敏电阻抗一次ESD脉冲后特性就会改变，而ESD 保护器件抗几万次也不会改变特性。
3、压敏电阻能承受更大的浪涌电流，而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大，最大可达几十kA到上百kA;但压敏电阻的非线性特性较差，大电流时限制电压较高，低电压时漏电流较大。
2023-11-07•esd概述•esd基本原理•esd器件类型•esd电路保护元件•esd设计原则目•esd在电子系统中的应用•esd的未来发展趋势及挑战录01 esd概述esd定义能源服务认证（ESCO）ESCO认证是指对ESCO所提供的能源服务进行审核和评估，以确保其符合相关标准和要求。
ESCO服务ESCO服务包括能源审计、能源管理、能源效率改造、能源供应等服务。
能源服务公司（ESCO）ESCO是提供能源审计、能源管理、能源效率改造等服务的企业。
esd的重要性降低能源成本ESCO能够为企业提供能源效率改造和优化方案，从而降低企业的能源成本，提高企业的竞争力。
保护环境ESCO所提供的能源服务能够有效地减少能源消耗和排放，从而减少对环境的污染和破坏。
提高能源效率通过ESCO提供的能源服务，可以有效地提高能源效率，降低能源消耗，减少能源浪费。
esd的应用场景工业领域ESCO可以为工业领域提供全面的能源服务，包括能源审计、能源管理、能源效率改造等，帮助企业提高能源效率、降低能源成本、保护环境。
建筑领域ESCO可以为建筑领域提供建筑能源审计、节能诊断、节能改造等服务，帮助建筑企业降低能源消耗、减少能源浪费、提高建筑能效。
公共机构ESCO可以为政府机构、学校、医院等公共机构提供能源管理、节能改造等服务，帮助公共机构提高能源效率、降低能源成本、保护环境。
02 esd基本原理电容是存储电荷的物理元件，其大小由电极面积、间距和介质决定。
定义工作原理类型在交流电作用下，电容器的电荷会不断充放电，形成电流。
电容包括铝电解电容、钽电解电容、陶瓷电容等。
03电容020103类型电感包括空芯电感、磁芯电感、铁氧体电感等。
01定义电感是存储磁场能量的物理元件，其大小由线圈的匝数、直径和线圈的材料决定。
02工作原理当电流通过线圈时，会产生磁场，从而感应出电动势，阻碍电流的变化。
1 2 3电阻是导体对电流的阻碍作用，其大小由导体的长度、截面积和材料决定。
ESD防静电包装手册1范围1．1主题内容本指导性技术文件规定了对静电放电敏感(ESDS)军用电子产品的包装要求，其内容包括有关静电放电(ESD)的基本知识、防护包装方面的术语、ESDS产品的包装要求、包装程序、包装材料以及防护措施等。
1．2适用范围本指导性技术文件(以下简称手册)适用于ESDS电子产品的防静电包装，为生产和使用ESDS产品的人员提供有关ESD控制和预防措施方面的指导。
2引用文件GBl2626．2—90GJBl649—93GJB2605—96GJB2747—96GJB2835—97SJ／F10147—9lSJ／F10533—94SJ／'F10630—95QJ1693—89QJ2245—92硬质纤维板技术要求电子产品防静电放电控制大纲可热封柔韧性防静电阻隔材料规范防静电缓冲包装材料通用规范微电路包装规范．集成电路防静电包装管电子设备制造防静电技术要求电子元器件制造防静电技术要求电子元器件防静电技术要求电子仪器和设备防静电技术要求3定义3．1静电放电(ESD)electrostaticdischarge(ESD)两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电电荷的转移。
3．2静电放电敏感(ESOS)产品electrostaticdischargesensitive(ESDS)items．3．3ESD防护材料ESDprotectivematerial通过安全地耗散静电电荷或屏蔽住零部件使其免受外界静电电荷影响等途径，能限制静电电荷聚集的材料。
3．4ESD防护包装ESDprotectivepackaging用ESD防护材料使F_SDS产品受ESD损害的可能减至最小的包装。
3．5静电安全区static safearea能控制人体、导体和非导体材料上静电电荷的区域。
3．6工作区；ESD防护工作IXworksite；ESD protectedarea(EPA)由防静电器材建造和装备起来，供经过培训的人员操作ESDS产品能防ESD损害并作出明显标记的区域。
第一部分：ESD概念的總體介紹1.什麼是ESD?ESD是代表英文electrostatic d ischarge即"靜電放電"的意思。
ESD是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱（火花）效應（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應（如電磁干擾）等的學科。
近年來隨著科學技術的飛速發展、微電子技術的廣泛應用及電磁環境越來越複雜，對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁相容性（E MC）問題越來越重視。
2.為什麼要提要ESD防護意識在本世紀70前代以前，很多靜電問題都是由於人們沒有ESD意識而造成的，即使現在也有很多人懷疑ESD會對電子產品造成損壞。
這是因為大多數ESD損害發生在人的感覺以下,因為人體對靜電放電的感知電壓約為3ｋｖ，而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞，通常電子器件被ESD損壞後沒有明顯的界限，把元件安裝在PCB上以後再檢測，結果出現很多問題，分析也相當困難。
特別是潛在損壞，即使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯的變化。
近年但實驗證實，這種潛在損壞在一定時間以後，電子產品的可靠性明顯下降。
3.ESD防護對於我們有何重大意義？隨著現代高科技的發展，靜電早已闖入了工業生產的許多部門和國民的生活之中並製造了種種事端，給人類經濟和財產帶來了巨人損失，有時甚至釀成社會災難! 例如：在電子行業中，靜電不僅可損壞(或損傷)電子器件，而且還可導致電子設備誤操作；在火箭發射中，靜電放電可使制導電腦誤動作，導致發射失敗；在易燃易爆場所，靜電放電將引起燃燒或爆炸事件等。
所以，在現代電子、通訊、宇航、軍工、石化等行業及許多科技領域中，控制靜電已是不容忽視的重要問題，也是科技和生產高速發展的需要。
近半年世紀以來ESD在工業部門所造成了著火、爆炸等事故。
僅美國電子工業每年因靜電造成的損失達幾百億美圓，因此，ESD防護對於減少損失、提高產品質量與生產效率具有非常重要意義。
电子元器件抗ESD技术讲义引言随着电子元器件技术的发展，静电对元器件应用造成的危害越来越明显。
一方面，电子元器件不断向轻、薄、短、小、高密度、多功能等方向发展，因而元器件的尺寸越来越小，尤其是微电子器件，COMS IC中亚微米栅已进入实用化，栅条宽度达到0.18um，栅氧厚度为几个nm或几十个Å，栅氧的击穿电压小于20V。
尺寸的减小，就使电子元器件对静电变得更加敏感。
而大量新发展起来的特种器件如GaAs 单片集成电路（MMIC）、新型的纳米器件以及高频声表面波器件（SAW）等多数也都是静电敏感元器件；另一方面，在电子元器件制造和应用环境中，作为静电主要来源的各种高分子材料被广泛采用，使得静电的产生更加容易和广泛。
因此，必须应用各种抗静电放电损伤的技术，使静电对电子元器件的危害减小到最低的程度。
编写本讲义的主要目的是对电子元器件制造和应用行业的有关技术和管理人员进行“电子元器件抗静电放电损伤技术”的基础培训。
本讲义主要分为4个章节的内容。
第1 章“电子元器件抗ESD损伤的基础知识”，介绍有关静电和静电放电的基本原理，以及对元器件损伤的主要机理和模式；第2章“制造过程的防静电损伤技术”，重点介绍在电子元器件制造和装配过程中，对环境和人员的静电防护要求，以保证电子元器件在制造和装配过程中的静电安全；第3章“抗静电检测及分析技术”，主要介绍对电子元器件的抗ESD水平进行检测的技术。
包括国内外抗ESD检测的主要标准，检测的模型和方法以及实际的一些检测结果和遇到的问题；并介绍了对ESD损伤的元器件进行失效分析的技术，包括一些常用和有效的分析技术及其适用的条件和技巧。
还讨论了ESD损伤和过电（EOS）损伤的几种判别方法和技术。
第4章“电子元器件抗ESD 设计技术”，介绍电子元器件抗ESD损伤的设计技术，主要包括抗ESD设计的主要原则、基本保护电路和最先进的大规模CMOS电路中保护电路的设计技术。
本讲义的内容既有通用的基本理论和知识，也收集了国内外的相关资料和数据，还有我们自己在工作中遇到和解决的实际案例、数据和图片等。
ESD包装选用的技术考虑（中）
摘要
本文描述了ESD防护包装及工作表面使用材料必须考虑的基本技术问题。
这些基本原理可用于传统的包装材料如纸箱、包装袋和周转箱，也可以用于暂时性包装材料，如制造过程中的周转包装袋。
这些原理同样也可以用于器件在组装过程中可能接触到的工作台台面和传送带。
几种典型的包装应用
卷盘包装.SMT的普及让卷盘成为集成电路（IC）取放方式的首选包装。
因为卷盘能够大幅度提高生产能力，并能减少操作人为影响，这种包装方式很大程度上取代了IC包装管。
然而，
卷盘包装最早用于分立型被动器件，如片式电阻的包装，因为这些器件通常不是ESD敏感器件。
早期的卷盘包装不是防静电的，结果，在将卷盘覆盖层从载带剥离时经常会产生超过10000V的静电。
此时片状器件甚至会受静电引力在载带上直立起来，这对自动化的生产过程有极大的危害。
这一点要求卷盘生产中与IC相接触的材料必须使用安全的材料。
因为会增加器件的潜在损伤缘故，我们努力寻找合适的材料来解决这一问题。
有一点是明确的，卷盘材料对器件产生的静电比包装管对器件产生的静电确实要高，尽管在它们的广告上说是ESD安全的，或者说是按照EIA541之类标准制作的。
表1 器件在包装管和不同材料的卷盘包装中产生的静电。
一些卷盘带上的确使用了抗静电材料，但这些材料仅仅是在外面的非粘贴层，粘贴面与器件接触后，仍会产生超出预料的高静电压。
除此之外，另外一点需要注意的是，载带材料的导电性过强，还可能会导致场感应的CDM失效。
其原因是，当时没有能与典型的抗静电材料相匹配的粘胶。
导电材料载带的这种缺陷在CDM敏感器件（150V）的一系列实验中可以得到证实。
将敏感器件装入表面电阻率为1~100 Ω/sq材料的载带，做振动试验，以模拟器件的运输和取放过程，然后测试其是否失效。
结果显示，器件中有相当大的数量击穿电压等电性能显著下降；相反，使用104Ω/sq载带和绝缘材料的覆盖带做同样的实验，却没有出现电性能的下降。
图1是实验结果的汇总。
防静电包装袋.对于屏蔽袋的使用，在ESD行业曾经有许多误区。
这些误区主要与早期的静电场敏感器件有关。
尽管在ESD保护环境中，很难发生无保护的MOSFET的器件失效，但是人们还是普遍相信这些器件会在静电场中损坏。
表2 各类ESD包装袋所能提供器件保护电压
现在这些观点已经基本被摒弃了，但是许多产业仍然保留着使用屏蔽袋的要求。
尽管器件会因感应带电，这取决于其在电场中停留的时间，而屏蔽层确实可以减少感应的影响，但这些屏蔽层既不是唯一的解决办法，也不是最佳的解决办法。
表2是几种包装抗静电能力的测试结果。
其实验基本方法是，将HBM敏感度200V的敏感器件或同等电压敏感度的探头放在包装袋中，再使用HBM模拟器放电测试其静电破坏情况。
数值指示的是器件在袋中被损坏时施加电压。
这些数据表明，在一个常规的ESD控制条件下的环境中，如电子产品生产车间，表中所列的任何一种材料都可以使用。
此环境的静电压完全可以保持在2500V以下，低于最小的静电损伤电压。
屏蔽包装袋在使用后效果会大大减弱，因为折叠或弯曲都会造成金属层穿孔和破裂。
因此，包装袋或盒最重要的特性是它们的抗静电性、静电耗散性以及物理保护性能。
表2的数据还说明，屏蔽包装袋不是解决电子产品在非控制环境中取放的最理想的材料。
相比之下，刚性材料的包装可以提供适当的空隙，对器件的ESD保护和物理保护都能收到较好的效果。
电容耦合和空气间隙
导电和屏蔽材料多数情况下不是必须的包装材料，其中一个原因是，器件相对于静电源的方位可以最大限度地减少其受到的影响。
图2中所列示的材料都能够通过空气间隙达到这一目的，接下来我们逐一讨论。
集成电路（IC）包装管：图3是放置在IC包装管中的器件受到外界静电场影响的示意图。
其中，Vs是静电源的电压，C C是静电源与器件之间的电容，C D是器件对地的电容，此时器件的电压可以以下公式计算：
从式中可以看到，刚性结构的包装管会有空隙间距，有助于减少V D。
尽管Unger对此有不同认识，一般认为V D/V S的比值通常为1：50。
以此计算，在这种结构下，静电耐受能力大于100V的器件放在包装管中，外界5000V的静电也不会对其形成威胁。
从这一点讲，除非器件极端敏感或包装放在很高的静电场中，
导电材料或金属材料的IC包装管完全没有必要。
事实上，Unger的研究表明，导电材料的包装管更容易将电荷传导到器件上，因为它们允许电荷在整个包装管上快速流动。
周转箱：多数的周转箱使用静电耗散材料制作，其表面的静电荷可以通过接地，或放置在静电耗散材料或导电材料的桌面上泄。
图4是存放线路板的耗散材料周转箱的示意图，其外侧及周边周转箱的电荷可能无法通过接地消除，但箱子的结构及线路板的方位可以让其与这些静电源的耦合最小：
从平行电容模型来看，周转箱与线路板接触的部分与后者垂直，能够将电容降低到最小，因而耦合较弱，而与线路板平行的表面，由于线路板与箱面之间能保持大约为1/2英寸以上的距离，因而也能够降低其电容值，有效减少耦合。
这种结构能够提供的保护很难量化。
相比线路板放水平面静电源上的耦合，这种结构通常情况下能够让其耦合减少一半。
因为箱体经常需要进行滑动，而其摩擦所产生的静电会在表面停留，从这一点来说，图4是方式是可以接受的。
发泡包装与（屏蔽）包装袋：使用刚性或半刚性包装材料时，能够在运输和取放时让器件与外界保持适当的空隙，这些空隙可以让包装在不使用导电材料的前提下，提供物理性保护的同时减少场强的影响。
我们所看到的多数对屏蔽研究的文献，是假设包装袋处于极端恶劣的环境下，周围的静电源高达
15,000-35,000 V，得出的结论，实际在通常的情况下，刚性包装与其他的包装结合使用已经足够减少ESD 的损坏。
