电子元器件抗esd损伤的基础知识

电子元器件ESD静电防护知识总结
ESD（中文意思是静电敏感）是一种描述静电放电的术语，它指的是电荷在两个物体间的传递。

我们在生活中看到的电火花现象就是静电放电发生效应的结果。

所有元件或电路板都被认为是静电敏感的。

静电敏感的元件自制成开始一直到组成成品运发客户的整个过程都应考虑到静电保护。

不仅要在焊接前提防静电，而且其后也要小心，因为它们很容易因静电放电而被损坏。

有些元件可因一只带静电的手触摸而遭损坏，更有些元器件会因为附近的带电体，象某个人或显示屏的影响，即使不直接接触也有可能遭损坏。

在装运元件和组装电路板的地方都要配备防静电环境，所有在这些区域的导电体都要接地，不导电材料不应放在这些区域内。

不导电材料有：木器；不导电电胶<包括泡沫饮料杯>；<工作所必须的资料文件必须置于散静电套中>。

无静电工作台是有良好接地的表面，并有防静电材料覆盖的台架。

1．手带：
当要拿ESD物体时，必须要带手带，手带配带时必须与皮肤相接触，客观存在的另一头须与工作台的接地点相连，台面上接地点是与大地相连的。

注意：当测试手带时，绿灯表示手带配带得好，黄灯或红灯表示不能用。

2．脚带：
当在导电胶或导电腊地面工作时戴手带是适用的，必须要戴脚带。

将脚带紧绑在鞋上，其导带要放进袜子里，若是尼龙袜子，将导带放进鞋内，穿高跟鞋时，要配带脚前跟带。

注意：每天要测试一次手带、脚带的导电性。

防静电材料的作用大致有以下几点：
限制静电的生成。

在其表面迅速消歼电荷。

本身可不受ESD的影响。

防静电材料按其扩散电荷的快慢可分以下几点：。

第2章制造过程的防静电损伤技术静电现象是客观存在的，防止静电对元器件损伤的途径只有两条：一是从元器件的设计和制造上进行抗静电设计和工艺优化，提高元器件内在的抗静电能力；另一方面，就是采取静电防护措施，使器件在制造、运输和使用过程中尽量避免静电带来的损伤。

对元器件的使用方，包括后工序厂家、电路板、组件制造商以及整机厂商来说，主要甚至只能采取后一种方法来防止或减少静电对元器件的损害。

静电防护的作用和意义为什么要在制造过程中采取防静电控制措施我们从以下三个方面来说明。

多数电子元器件是静电敏感器件多数未采取保护措施的元器件静电放电敏感度都是很低，很多在几百伏的范围，如MOS 单管在100-200V之间，GaAs FET在100－300V之间，而且这些单管是不能增加保护电路的；一些电路尤其是CMOS IC采取了静电保护设计，可虽然以明显的提高抗ESD水平，但大多数也只能达到2000－4000V，而在实际环境中产生的静电电压则可能达到上万伏（如第1章的表和表。

因此，没有防护的元器件很容易受到静电损伤。

而且随着元器件尺寸的越来减小，这种损伤就会越来越多。

所以我们说，绝大多数元器件是静电敏感器件，需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护措施。

表列出了一些没有静电保护设计器件的静电放电敏感度。

表一些器件的静电敏感度静电对电子行业造成的损失很大电子行业如微电子、光电子的制造和使用厂商因为静电造成的损失和危害是相当严重的。

据美国1988年的报道，它们的电子行业中，由于ESD的影响，每年的损失达50亿美元之多；据日本统计，它们不合格的电子器件中有45％是由于静电而引起的；我国每年因静电危害造成的损失也至少有几千万。

图是美国Ti公司对某一年对客户失效器件原因进行分析统计的结果，从中可以看到由EOS/ESD引起的失效占总数的47%；图是美国半导体可靠性新闻对1993年从制造商、测试方和使用现场得到的3400例失效案例进行的统计，从中可以看到,EOS/ESD造成的失效也达到20%。

ESD防护培训教程引言：静电放电（ElectrostaticDischarge,ESD）是电子行业中常见的问题，它可能导致电子设备的损坏或性能下降。

为了确保电子产品的质量和可靠性，ESD防护措施至关重要。

本教程旨在提供ESD 防护的基本知识和实用技巧，帮助读者了解ESD的原理、危害以及如何有效地进行防护。

第一部分：ESD的基本原理1.1静电放电的定义静电放电是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程。

当两个物体的电势差足够大时，电荷会通过空气或接触途径从一个物体流向另一个物体，形成电流。

1.2静电放电的产生静电放电可以通过多种方式产生，包括摩擦、接触、分离、电场感应等。

在电子制造过程中，常见的静电产生途径包括塑料袋的摩擦、衣物与座椅的摩擦、人体与设备的接触等。

1.3静电放电的危害静电放电对电子设备造成的危害主要表现为损坏电子元器件、降低设备的可靠性、影响设备的性能等。

ESD损伤通常不易被立即发现，但长期累积可能导致设备故障或性能下降。

第二部分：ESD防护措施2.1控制环境湿度湿度是影响ESD防护效果的重要因素。

在湿度较低的环境中，静电容易产生并积聚在物体表面。

因此，控制环境湿度是防止ESD 的重要措施之一。

通常，将相对湿度控制在40%-60%之间可以有效减少静电的产生和积聚。

2.2使用防静电材料防静电材料可以有效地减少静电的产生和积聚。

在电子制造过程中，常用的防静电材料包括防静电服、防静电鞋、防静电手套等。

使用防静电材料可以有效减少人体与设备之间的静电放电。

2.3地线连接地线连接是将设备、工作台、人体等接地，以消除静电。

通过地线连接，静电可以有效地从物体表面释放到地面，减少静电放电的可能性。

在电子制造过程中，常用的地线连接设备包括防静电地垫、防静电手腕带、防静电接地线等。

2.4静电放电防护包装静电放电防护包装是一种特殊的包装材料，可以有效防止静电的产生和积聚。

在电子元器件的运输和存储过程中，使用静电放电防护包装可以保护元器件免受ESD损伤。

ESD防护知识日常生活中，ESD (Electro-Static Discharge，静电放电)对于我们来说是一种常见的现象，然而对电子产品而言，ESD往往是致命的——它可能导致元器件内部线路受损，直接影响产品的正常使用寿命，甚至造成产品的损坏。

因此，ESD防护一直以来都是工程师们的工作重点。

对于刚开始职业生涯的电子工程师而言，在掌握专业技能之前通常都要接受一些E SD相关知识的培训，足见ESD防护的地位与重要性。

图1 电子显微镜下IC内部损毁的照片一般，ESD保护一般通过两种途径来实现，第一种方法是避免ESD的发生；第二种方法则是通过片内或片外集成内部保护电路或专用ESD保护器件，从而避免ESD发生后将被保护器件损坏。

避免ESD的发生避免ESD发生的方法多出现于产品交付客户以前，即研发、生产等过程。

因为在这些阶段，IC、电路板等静电敏感器件可能裸露在外（如生产工过程中的SMT制程），IC因ESD而损坏的可能远大于有外壳保护的成品。

表1 几种不同类型器件的静电敏感程度一般而言，避免ESD的方法可分为以下几类：∙Surround（包围）：静电敏感元器件都以抗静电材料包装，或使用有盖的抗静电容器储放；而在静电敏感区域（如SMT制程）工作的人员，则还要穿着静电服。

∙Ground（接地）：将工作环境中的人员及设备通过不同的地线接地；∙Impound（排除）：排除所有工作区域内的非抗静电材质；此外，可在对静电极为敏感工作站位增加离子风扇以中和产品表面所带静电。

图2 使用离子风扇并将静电桌布接地以避免ESD另一方面，湿度亦是一个重要的考量因素。

适宜的湿度可降低ESD发生的机率。

（见表2）这也是电子制造厂为何多在南方建厂的原因之一。

表2 湿度对于ESD的影响ESD保护器件与保护电路虽然上述避免ESD发生的方法有着很理想的效果，不过对于终端用户显然不太适合——举例来说，我们不可能在使用手机之前先戴上静电手环，通话结束后将手机放到静电袋中以避免ESD。

esd防护基础知识ESD防护基础知识ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是指由于电荷失衡引起的电流放电现象，是一种常见的电磁干扰问题。

在现代电子产品的制造和使用过程中，ESD对电子元器件和电路板等敏感设备造成的损害是不可忽视的。

为了保护电子设备免受ESD的影响，我们需要了解一些ESD防护的基础知识。

1. 静电的产生和积累静电是由于物体表面电荷的失衡而产生的。

通常，人体和物体与外界摩擦、接触、分离等过程中会发生静电产生和积累。

例如，当我们走动时，鞋底与地面摩擦会导致电荷的积累。

而当我们触摸电子设备时，静电会通过我们的手传递到设备上，造成潜在的风险。

2. 静电放电的危害静电放电可能对电子设备造成直接或间接的损害。

直接损害包括电子元器件的烧坏、损坏或功能失效；间接损害包括数据丢失、系统崩溃等。

特别是在微电子制造过程中，即使微小的ESD放电也可能对电子芯片造成不可逆转的损害。

3. ESD防护措施为了防止静电放电对电子设备造成损害，我们可以采取以下ESD防护措施：3.1 防止静电产生和积累静电产生和积累是ESD发生的前提条件，因此我们可以通过减少或避免静电产生和积累来预防ESD。

例如，穿防静电服、鞋，使用防静电垫和地板，避免使用带电的工具等。

3.2 接地和屏蔽将设备和工作环境进行接地，可以将静电荷释放到地面，从而减少ESD的发生。

另外，对于特别敏感的设备，可以采用屏蔽措施，如金属外壳、金属网罩等，来防止ESD的影响。

3.3 ESD保护器件在电子设备的设计和制造中，可以使用ESD保护器件来吸收和分散静电放电的能量，从而保护敏感的电子元器件。

常见的ESD保护器件包括二极管、TVS（Transient Voltage Suppressor）二极管、ESD防护芯片等。

3.4 培训和教育为了提高员工和用户的意识，可以开展相关的ESD防护培训和教育活动。

通过培训和教育，可以使人们了解ESD的危害和防护措施，从而减少ESD对电子设备造成的损害。

电子元器件抗ESD技术随着电子技术的不断发展，电子设备在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。

在电子设备的制造、装配和维修过程中，由于静电的存在，往往会给电子元器件带来损坏。

为了保证电子设备的质量和可靠性，应该采取抗静电技术，其中抗ESD技术是保证电子元器件可靠性的重要手段之一。

ESD是指静电放电，由于电子元器件和线路导体表面受到空气环境中的带电气体、电磁波等干扰，静电会在表面积累直至电荷累积过多，导致电荷失去平衡，产生大规模的放电现象。

例如，在冬天干燥的环境下，我们脱下毛衣时，身上可能会产生静电，使得我们、周围的家具等物体都被电击。

同样的，对于电子元器件也是一样的。

静电放电的能量非常小，但是对于微小尺寸的电子器件来说，就足以造成破坏。

实际上，由于ESD带来的潜在风险，电子元器件的损坏并不仅限于制造、装配和维修过程中的一瞬间，而是具有渐进性。

因此，为了维护电子元器件的可靠性，减轻ESD给电子元器件带来的风险，需要采取各种措施和技术手段。

1. 防静电包装防静电包装是ESD控制的基本手段。

它是在飞利浦公司被广泛采用的，它不仅以静电绝缘材料为基础材料，还在外部添加控制静电放电的屏蔽层。

使得电子元器件在制造、运输和存储过程中不受ESD的影响。

2. 电路设计电路设计是抗ESD技术的核心环节。

采用防止放电的电路设计能够有效防止ESD所带来的危害。

在电路设计过程中，可以采用多重电源接入，增加输入阻抗，电源和信号线加套管等措施来提高静电放电的抗击能力。

3. PCB Layout在PCB Layout过程中，应该注意减少线路长度和交叉，并采取一些特殊手段来增强线路的抗击能力。

例如，采用环形电源布局、对称电路布局和特殊的走线规划。

4. 金属外壳将电子元器件制成金属封装或者采用金属外壳来进行保护，能够将元器件内部与外界隔离，从而减少静电放电的对元器件造成的影响。

5. 抗静电器件我们还可以采用抗静电元器件，如抗静电二极管、抗静电电容等来抑制ESD所带来的危害。

ESD 培训资料一、ESD 是什么ESD 是 Electrostatic Discharge 的缩写，中文意思为静电放电。

静电放电是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移现象。

在日常生活中，我们可能会经常遇到静电现象，比如冬天脱毛衣时的“噼里啪啦”声，或者触摸金属门把时的轻微电击感。

但在一些对静电敏感的环境中，比如电子制造、半导体生产、医疗设备制造等领域，静电放电可能会造成严重的损害，影响产品质量、降低设备性能甚至导致设备完全失效。

二、ESD 的危害1、对电子元件的损害电子元件通常对静电非常敏感。

即使是很小的静电放电，也可能会破坏半导体器件的内部结构，导致短路、开路、参数变化等问题。

这可能会使芯片失去功能，降低集成电路的可靠性，增加产品的次品率。

2、对电子产品的影响在电子产品的组装和测试过程中，ESD 可能会导致设备故障、性能下降或数据丢失。

例如，在计算机内存的生产过程中，静电放电可能会破坏存储单元，导致数据错误。

3、对生产过程的干扰ESD 事件可能会干扰生产线上的自动化设备，导致生产停顿，增加生产成本和生产周期。

4、对产品质量的潜在威胁即使静电放电没有立即导致产品失效，但可能会造成潜在的损害，缩短产品的使用寿命，增加售后服务成本。

三、ESD 产生的原因1、摩擦起电当两种不同材料相互摩擦时，电子会从一种材料转移到另一种材料上，从而使物体带电。

例如，在塑料薄膜的生产过程中，薄膜与滚轮之间的摩擦会产生静电。

2、感应起电当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体内部的电荷会重新分布，导致导体的一端带正电，另一端带负电。

3、分离起电当原本接触在一起的两个物体分离时，也会产生静电。

比如，从卷筒上撕下胶带时就会产生静电。

四、ESD 的控制方法1、静电防护接地将所有可能产生静电的物体都通过接地导线连接到大地，使静电能够迅速泄漏。

接地电阻应小于 10 欧姆。

2、静电屏蔽使用金属屏蔽罩将静电敏感元件或设备包裹起来，防止外部静电场的影响。

esd保护原理ESD保护原理。

ESD（静电放电）是指在两个物体接触或分离时，由于静电作用而产生的放电现象。

在现代电子设备中，ESD对芯片和其他电子元件造成的损害是一个严重的问题。

因此，为了保护电子设备免受ESD损害，需要对其进行ESD保护。

本文将介绍ESD保护的原理及其相关知识。

1. ESD的危害。

ESD对电子设备的危害主要表现在两个方面，一是对设备本身的损害，二是对设备周围环境的干扰。

在设备本身方面，ESD可能导致芯片内部结构的损坏，甚至完全失效；在周围环境方面，ESD 可能引起设备的干扰，影响设备的正常工作。

2. ESD保护原理。

ESD保护的原理是通过合理设计电路和使用特定的元件来吸收或抑制ESD的能量，从而保护电子设备免受ESD损害。

常见的ESD保护元件包括TVS二极管、ESD二极管、ESD阵列等。

这些元件可以在设备输入/输出端口或芯片引脚处起到保护作用。

3. ESD保护元件的选择。

在选择ESD保护元件时，需要考虑其工作电压、响应时间、ESD能量吸收能力等参数。

不同的电子设备在面对ESD时可能有不同的要求，因此需要根据具体的应用场景选择合适的ESD保护元件。

4. ESD保护电路的设计。

在实际应用中，ESD保护电路的设计需要考虑到整个系统的特点，包括信号线路的布局、地线的设计、电源线的连接等。

合理的电路设计可以有效地提高ESD保护的效果，降低ESD对设备的危害。

5. ESD保护的重要性。

ESD保护在现代电子设备中具有非常重要的意义。

随着电子设备的集成度越来越高，对ESD的抵抗能力要求也越来越高。

因此，加强对ESD保护原理的研究和实践，对于保障电子设备的正常运行具有重要意义。

总之，ESD保护是保护电子设备免受ESD损害的重要手段，需要合理选择ESD保护元件，设计合理的ESD保护电路，并加强对ESD保护原理的研究，以提高电子设备的抗ESD能力。

希望本文能够对读者对ESD保护原理有所了解，并在实际应用中发挥作用。

目录1.1 引什么是电子元器件？1.1 引电子元器件为什么要防静电放电（ESD）损伤？1.1 引 1.1 引7中国赛宝电子制造过程的静电防护及检测技术1.2 1.21.2 1.21.3 静电的产生 1.3 静电的产生静电是怎样产生的？1.3 静电的产生1.3 静电的产生与电子元器件行业相关的产生静电的方式有哪些？中国赛宝电子制造过程的静电防护及检测技术1.3.1 摩擦产生静电 1.3.1 摩擦产生静电电子制造过程的静电防护及检测技术1.3.2 感应产生静电感应是怎样产生静电的？有什么特点?显然，非导体不能通过感应产生静电。

电子制造过程的静电防护及检测技术1.3.3例如：自动化生产中非常常见；包装袋,文件夹等IPC:撕扯胶带的动作能产生20000V的电压1.3.41.4 静电的来源1.4.1 人体静电人体是最重要的静电源:中国赛宝电子制造过程的静电防护及检测技术1.4.1 人体静电图1.2 操作者手上的静电return1.4.1 人体静电1.4.2 仪器和设备的静电中国赛宝电子制造过程的静电防护及检测技术1.4.3 器件本身的静电⏹电子元器件的外壳(主要指陶瓷、玻璃和塑料 1.4.4 其它静电来源⏹服装1.5 静电放电的三种模式 1.5 静电放电的三种模式1.5 静电放电的三种模式电子制造过程的静电防护及检测技术1.5.1 带电人体的放电模式⏹图1.3 人体放电模拟1.5.2 带电机器的放电模式电子制造过程的静电防护及检测技术1.5.3 充电器件的放电模型带电器件模型(Charged-Device Model，CDM)来描述。

图1.4 充电器件放电实例中国赛宝电子制造过程的静电防护及检测技术1.5.3 充电器件的放电模型图1.7 带电器件的静电放电模型（a ）双极型器件（b ）MOS 器件双极型器件的CDM等效电路如下图1.7(a)所示，Cd为着的Rd、Cd和Ld等效于带电器件。

电子制造过程的静电防护及检测技术1.6 静电放电失效失效模式失效机理1.6.1 失效模式电子元器件由静电放电引发的失效可分电子制造过程的静电防护及检测技术1.6.1 失效模式⏹突发性失效是指元器件受到静电放电损伤后，突然完集成电路的金属化互连或键合引线的熔断MOS电容介质击穿短路等。

《电子元器件防静电放电（ESD）损伤技术》培训报告黄忠平 工号：W0361时间:10月31日 8:30 a.m.---5:30 p.m.地点:高新区南区虚拟大学园A102内容概要:1.电子元器件抗ESD损伤的基本原理（1）静电的产生和来源（2）静电放电的三种模式（3）静电损伤的物理过程（4）静电损伤的失效模式2.电子元器件抗ESD设计技术（1）元器件抗ESD设计基础（2）元器件基本抗ESD保护电路（3）CMOS电路ESD失效模式和机理（4）CMOS电路ESD可靠性设计策略（5）CMOS电路基本ESD保护电路的设计（6）工艺控制和管理3.制造过程的防静电损伤技术（1）静电防护的作用和意义（2）静电防护的目的和总的原则（3）主要的静电防护工程用器材（4）静电防护的具体措施4.电子元器件抗ESD能力的检测技术（1）抗静电检测的作用和意义（2）静电放电的标准波形（3）抗静电检测标准（4）实际ESD检测的结果统计及分析（5）ESD检测中经常遇到的一些问题5.电子元器件ESD损伤的失效分析技术（1）端口I-V特性检测（2）光学显微观察（3）扫描电镜分析（4）液晶分析（5）光辐射显微分析技术（6）分层剥离技术（7）ESD和EOS对电子元器件损伤的分析判别方法培训收获:通过这次培训，我对静电放电的基本原理、静电放电的危害性与及静电防护的必要性和一些必要的防护措施等方面都有了进一步的了解。

对培训内容、培训讲师的评价:培训教材简明扼要，培训内容通俗易懂。

总的来说，这次是普通的基础培训，主要讲授基础知识，所以针对工程实际少一点。

若论讲师教学质量，来工比罗工要好一点。

来工讲课生动有趣、能结合实例讲课。

罗工则基本上是照本宣科，这与教学内容过于单调有关。

听课笔记:1.电子元器件抗ESD损伤的基础知识（1） 什么是静电：就是静止的电荷。

一般存在于物体的表面。

是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。

（2） 静电的产生：通过电子或离子转移而形成。