ESD防护原理及措施总结_V1.0_2018
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关于静电放电(ESD)原理以及其保护方法的详细分析一直想给大家讲讲ESD的理论,很经典。
但是由于理论性太强,任何理论都是一环套一环的,如果你不会画鸡蛋,注定了你就不会画大卫。
先来谈静电放电(ESD: Electrostatic Discharge)是什么?这应该是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力破坏的主要元凶。
因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏),所以这种损伤是毁灭性和永久性的,会造成电路直接烧毁。
所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。
静电,通常都是人为产生的,如生产、组装、测试、存放、搬运等过程中都有可能使得静电累积在人体、仪器或设备中,甚至元器件本身也会累积静电,当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径,瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏(这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上,防止人体的静电损伤芯片),如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电,会把大地劈开一样,而且通常都是在雨天来临之际,因为空气湿度大易形成导电通到。
那么,如何防止静电放电损伤呢?首先当然改变坏境从源头减少静电(比如减少摩擦、少穿羊毛类毛衣、控制空气温湿度等),当然这不是我们今天讨论的重点。
我们今天要讨论的时候如何在电路里面涉及保护电路,当外界有静电的时候我们的电子元器件或系统能够自我保护避免被静电损坏(其实就是安装一个避雷针)。
这也是很多IC设计和制造业者的头号难题,很多公司有专门设计ESD的团队,今天我就和大家从最基本的理论讲起逐步讲解ESD保护的原理及注意点,你会发现前面讲的PN结/二极管、三极管、MOS管、snap-back全都用上了。
以前的专题讲解PN结二极管理论的时候,就讲过二极管有一个特性:正向导通反向截止,而且反偏电压继续增加会发生雪崩击穿而导通,我们称之为钳位二极管(Clamp)。
这正是我们设计静电保护所需要的理论基础,我们就是利用这个反向截止特性让这个旁路在正常工作时处于断开状态,而外界有静电的时候这个旁路二极管发生雪崩击穿而形成旁路通路保护了内部电路或者栅极(是不是类似家里水槽有个溢水口,防止水龙头忘关了导致整个卫生间水灾)。
ESD基本原理和防护ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)是在电子元器件的生产、运输、储存、处理和使用过程中,由于静电电荷的积累和释放造成的电子器件的损坏。
静电放电可能引发火花或电弧,产生高能量电磁波,从而导致故障甚至损坏电子设备。
ESD产生的原理主要与静电的产生和电荷的积累有关。
在物体摩擦、与其他物体接触、电阻和电容效应以及电场感应等过程中,会产生静电。
当电子器件表面及接触物之间的电位差超过其抗静电损伤能力时,就会发生静电放电。
一般来说,ESD产生的主要原因有:人体和电子设备的摩擦和接触、静电电场的感应、电子设备与静电环境之间的电位差。
为了防止静电放电对电子器件的损坏,需要采取一系列的防护措施。
下面是一些常见的ESD防护方法:1.提高空气湿度:由于空气湿度的增加可以降低物体表面的电阻,从而减小静电的积累。
适当提高室内湿度可以有效减少静电带来的危害。
2.使用抗静电工作台和防静电地板:抗静电工作台和防静电地板是防止静电积累和放电的重要手段。
抗静电工作台是通过接地来消除电荷的积累,保护电子器件不受静电损害。
防静电地板通过导电性材料和接地来防止静电的积累,并将静电释放到地面。
3.使用符合标准的防静电材料:在生产和储存过程中,应使用符合防静电特性标准的容器、包装材料和工具。
这些材料往往具有抗静电性能,能够减少静电积累和放电的发生。
4.穿戴适当的防静电服装和手套:防静电服装和手套可以有效地将电荷导入地面,减少静电放电的发生。
这些服装和手套通常由导电纤维或导电材料制成。
5.使用ESD安全工具:在操作电子器件时,应使用符合防静电要求的工具,如防静电钳子、防静电螺丝刀等,以减少静电的积累和放电。
在电子设备的生产和使用过程中,ESD的防护是非常重要的。
适当的ESD防护可以保护电子器件的品质和寿命,减少故障率和维修成本。
因此,大家在使用电子设备时,特别是对于静电敏感的电子器件,都应注意静电的产生和释放,采取相应的防护措施,以保障电子设备的正常运行。
esd防护措施
ESD防护措施是指为防止静电电荷对电子元器件、设备造成损害而采取的一系列措施。
静电电荷是指物体表面带有的多余电荷,在接触或分离时会产生电荷转移,造成电荷累积的现象。
如果在生产过程中没有采取ESD防护措施,静电电荷可能会对电子元器件、设备造成损害,甚至引发火灾等危险。
ESD防护措施主要包括以下几个方面:
1. 环境控制:保持生产环境的恒温恒湿,控制空气中的静电电荷含量,减少静电电荷产生的可能性。
2. 人员防护:制定员工ESD防护培训计划,教育员工正确佩戴防静电服装,正确使用防静电工具,如防静电手套等,减少静电电荷产生的可能性。
3. 设备防护:采用防静电材料制造生产设备,使用专用ESD防护工具,如静电消除器等,减少静电电荷产生的可能性。
4. 物料防护:采用防静电包装材料,如防静电泡沫等,将物料包装好,防止静电电荷产生。
ESD防护措施的重要性在于保护电子元器件、设备的稳定性和可靠性,确保生产过程的顺利进行。
因此,在生产过程中必须认真遵守ESD防护规定,确保生产设备、人员等符合ESD防护要求,减少ESD 损伤的发生。
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esd防护基本原理ESD防护基本原理ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)是指在两个物体之间发生的突发放电现象。
ESD不仅会对人体和设备造成损害,还可能导致生产线的停工和产品的损失。
因此,为了保护人员和设备的安全,以及保证生产线的正常运行,进行ESD防护是非常重要的。
ESD防护的基本原理是通过控制静电的产生、传播和释放,来降低ESD对人体和设备的危害。
下面将详细介绍ESD防护的基本原理。
1. 静电的产生控制静电的产生是由于物体表面带电不平衡所引起的,因此控制静电的产生是ESD防护的第一步。
主要的控制措施包括:- 选择低静电产生材料:使用低静电产生材料可以减少静电的产生。
例如,在工作环境中使用抗静电材料制作地板、工作台面等。
- 控制湿度:湿度对静电的产生有很大影响。
适当控制湿度可以减少静电的产生。
通常情况下,湿度应保持在30%~70%之间。
- 接地:将物体接地是降低静电的产生的有效方法。
通过接地,可以将物体上的静电荷释放到地球上。
在ESD敏感区域,应使用专门的ESD接地装置。
2. 静电的传播控制静电的传播是指静电荷从一个物体传递到另一个物体的过程。
为了控制静电的传播,需要采取以下措施:- 隔离:将可能带电的物体与静电敏感的物体进行隔离,以防止静电的传播。
例如,在工作环境中设置静电隔离区域,将ESD敏感设备与可能带电的设备隔离开来。
- 屏蔽:使用屏蔽材料来阻止静电的传播。
屏蔽材料可以吸收或反射静电荷,从而减少静电的传播。
在设计ESD防护设备时,可以采用屏蔽罩、屏蔽布等。
3. 静电的释放控制静电的释放是指静电荷从物体释放到地球上的过程。
为了控制静电的释放,需要采取以下措施:- 静电消除:通过静电消除器等设备,将物体上的静电荷迅速地释放到地球上,以防止静电的积累和放电。
在工作环境中,可以设置静电消除器来定期对工作区域进行静电消除。
- 静电接地:将物体接地是静电释放的常用方法。
ESD防静电介绍静电是在平衡状态下,正电荷和负电荷之间的电势差引起的。
在工业和生活中,静电经常会给我们带来麻烦。
特别是在电子设备制造领域,静电可能导致设备故障或损坏,称为ESD(Electrostatic Discharge)。
ESD是有害的,因为它可以瞬间释放巨大的电量,对敏感的电子设备造成伤害。
为了保护电子设备,需要采取一系列的防静电措施。
本文将介绍ESD的原理、影响和控制方法。
一、ESD的原理静电的形成源于电荷的不平衡。
当物体摩擦、分离或接触时,电子从一个物体转移到另一个物体上,导致电荷不平衡。
当电荷积累到一定程度时,会发生电晕放电现象,产生ESD。
静电可通过直接接触和电场耦合方式传导。
直接接触是指当带电物体接触未带电物体时,电荷会从带电物体传递给未带电物体。
电场耦合是指当带电物体附近存在强电场时,未带电物体会通过电场传导来获取电荷。
二、ESD的影响ESD会对电子设备造成严重的影响。
首先,ESD可能造成电子设备的瞬时故障或永久损坏。
当静电放电发生时,极短的时间内会产生高电压,使电子器件的内部结构或元件受到损坏。
此外,ESD还可能对电子设备的性能产生影响。
电子设备中的微小电路和元件容易受到静电影响,导致信号失真、性能下降或功能失效。
三、ESD的控制方法为了避免ESD对电子设备的影响,需要采取一系列的防静电措施。
1. 安全大地接地系统建立良好的接地系统是防止ESD的重要措施。
通过将设备的金属外壳和地面相连,可以将ESD引导到大地。
接地系统需要经过定期检查和维护,确保接地连接良好。
2. 静电防护装置在生产线上,使用专门的静电防护装置可以减少ESD的发生。
例如,使用ESD防护工作台、ESD防静电衣物和鞋靴、ESD防静电手套等。
这些装置可以有效地将静电引流,防止静电放电对电子设备造成损害。
3. ESD敏感区域管理在生产线上,可以设置ESD敏感区域。
在这些区域中,应该禁止使用衣物、鞋靴和设备等可能导致静电产生的物品。
esd防护方案ESD防护方案是指为了防止静电放电而采取的措施和方法。
静电放电不仅会对人体健康造成影响,还会对电子设备、仪器仪表等产生损害。
因此,制定科学有效的ESD防护方案至关重要。
要制定一套完善的ESD防护方案,首先需要了解ESD的产生机制及其危害。
静电放电主要是由于物体表面积聚了过多的静电电荷,当两个带电物体接触或靠近时,就会发生电荷的转移,导致静电放电。
这种放电不仅会对人体造成不适,还会对电子设备等产生致命影响。
为了有效防止ESD的产生和传导,我们可以从以下几个方面进行防护:1.地面防护:地面是ESD防护的第一道防线。
通过使用导电地板或铺设导电地垫,可以将人体的静电电荷导入地面,减少静电的积累。
此外,还需保持地面的清洁,以确保导电性能。
2.人体防护:人体是ESD的主要源头,因此对人体的防护非常重要。
人员应穿戴合适的ESD防护服,如防静电鞋、抗静电手套等,以减少静电的产生和积累。
同时,应避免穿戴带有静电的材质,如尼龙、涤纶等。
3.设备防护:对电子设备和仪器仪表的防护也至关重要。
可以采用防静电包装材料进行包装,减少静电的产生和对设备的影响。
此外,还可以在设备周围设置合适的防静电屏蔽,以减少外界静电的干扰。
4.环境防护:为了保证ESD防护的效果,还应采取一系列环境措施。
例如,控制室内的湿度,保持在适宜的范围内,可以减少静电的积累。
此外,还需定期清洁工作场所,清除积尘和静电带来的污染物。
ESD防护方案是一项重要的工作,它关系到人体健康和设备安全。
通过地面防护、人体防护、设备防护和环境防护等措施,可以有效减少ESD的产生和传导,保护人体和设备的安全。
我们应该高度重视ESD防护工作,加强宣传教育和培训,提高员工的防护意识和技能,共同维护良好的工作环境和健康的生活。