防静电技术要求.

防静电技术要求

主题内容及适用范围

本标准规定了电子设备研制生产全过程中，对静电放电危害的防护技术基本要求，静电敏感器件的采购、检测、储存、运输、装配过程中的防静电操作要求，对防静电工作区的管理以及人员教育培训等内容。

本标准适用于研制、生产、维修电子设备的部门及采购、储运、检测电子元器件，也适用于其它任何涉及静电敏感元器件的部门。

1 术语

1.1静电：物体表面过剩或不足的静止电荷。

1.2静电放电：静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象。英文缩写ESD。

1.3静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压值。静电放电敏感（的）英文缩写ESDS。

1.4静电敏感器件：（承受静电放电电压较低的器件）对静电放电敏感的器件。

1.5泄放：将静电荷安全传导到地。

1.6中和：利用导性电荷（异性离子）使静电消失。

1.7静电导体：表面电阻率在105~108Ω范围内的物体。

1.8接地：电气连接到能提供或接受大量电荷物体上。（如大地、舰船或运载工具金属外壳。）接地连接点英文缩写：EBP。

1.9防静电工作区：用各种防静电设施、器件及明确区域的界限形成的工作场地。（用必要的防静电防护材料和设备建立和装备起来有明显标志的区域能防护静电损害。）英文缩写：EPA。

1.10静电放电保护材料具备以下特征：

1.10.1防止产生摩擦起电。

1.10.2免受静电场的影响。

1.10.3防止与带电人体或带电物体接触而产生直接放电。

1.11静电放电损伤：由静电放电造成的电子元器件性能退化或功能失效。

1.12静电耗散材料：其表面电阻率等于或大于1*105～1012Ω或体积电阻104～1011Ω的材料。 2 静电放电造成电子元器件失效及对静电放电敏感性分类

2.1 静电放电造成电子元器件失效：

静电放电对电子元器件的损伤可造成功能失效和损伤。

失效的主要机理有：a 热二次击穿

b 金属镀层融熔

c 介质击穿

d 气弧放电

e 表面击穿

f 体击穿

2.2电子元器件易遭受静电放电损伤的敏感结构见附录A（参考件）

附 录 A

对ESD敏感的元器件组成部分

元器件组成部分 元 器 件 类 别 失 效 机 理 失 效 标 志

MOS结构 MOSFET（分力的）

MOS集成电路

有金属跨接的半导体器件

数字集成电路（双极和MOS）

线性集成电路（双极和MOS）

MOS阻容器

混合电路

线性集成电路 电压引起的介质击穿和接着发生的大电流现象

短路（漏电大）

半导体 二极管（PN、PIN、肖特基）

双极晶体管

结型场效应晶体管

可控硅

数字、线性双极集成电路、输入保护

电路：用于分力MOS场效应管和MOS集成电路 由过剩能量和过热引起的微等离子体二次击穿的微扩散

由SI和AL的扩散引起电流束的增大（电热迁移）

薄膜电阻器 混合集成电路：

厚膜电阻

薄膜电阻

单片集成电路：

薄膜电阻器

密封薄膜电阻器 介质击穿、与电压有关的电流通路，与焦耳能量有关的微电流通路的破坏

电阻漂移 金属化条 混合集成电路

单片集成电路

梳状覆盖式晶体管 与焦耳热能量有关的金属烧毁 开路

场效应结构和非导电性盖板 采用非导电石英或陶瓷封盖板的集成电路和存储器，特别是EPROM

由于ESD使正离子在表面积垒。引起表面反型或栅阀值电压漂移 工作性能退化

压电晶体 晶体振荡器

声表面波器件 当所加电压过大时由于机械力使晶体破裂

工作性能退化

电极间的间距较小部位 声表面波器件

无钝化层覆盖的薄膜金属无保护的半导体器件和微电路 电弧放电使电极材料熔融 工作性能退化

2.3静电放电敏感器件的分类：

按敏感度电压被分级为：1级：损坏敏感的放电电压从0V～1999V。

2级：损坏敏感的放电电压从2000V～3999V。

见附录B（参考件）

附 录

B

静电放电敏感电子元器件分类（参考件）

I级静电敏感度的元器件（1~1999V）

序号 元 器 件 类 别 条 件 及 说 明

1 微波器件 包括肖特基二极管、点接触二极管、工作频率大于1GHZ的检测二极管

2 分力MOS场效应晶体管 包括VMOS及VDMOS管等

3 表面声波（SAW）器件

4 结型场效应晶体管

5 电荷藕合器件

6 精密稳压二极管 7 运算放大器 包括双极型工艺及MOS工艺

8 超高速集成电路 包括ECL、HCMOS、FAST等工艺

9 其他集成电路 包括CMOS、PMOS、NMOS、TTL等

10 薄膜电阻器

11 混合电路 使用I级静电敏感元器件组装的混合电路

12 可控硅 TA=1000C IO≤0.175A

II级静电敏感度的元器件（2000—3999V）

序号 元 器 件 类 别 条 件 及 说 明

1 分力MOS场效应晶体管 包括VMOS，VDMOS等

2 结型场效应晶体管

3 运算放大器 包括双极工艺和MOS工艺

4 超高速集成电路

5 其他集成电路 包括CMOS、PMOS、NMOS、TTL等

6 精密电阻网络 包括ECL、HCMOS、FAST等工艺

7 混合电路 使用II极静电敏感元器件组装的

8 低功率双极工艺晶体管 PT＜100mW，IC＜100100mA

3 基本要求

3.1 静电防护的基本原则 ：

3.1.1抑制静电荷的积聚

3.1.2迅速、安全有效地消除已经产生的静电荷。

3.2 对静电放电进行有效地控制，以使电子元器件免受静电放电的危害。防止静电放电造成电子元器件、电子整机等产品功能失效与可靠性下降。

3.3 具体要求如下：

3.3.1防静电工作区场地：

3.3.1.1禁止直接使用木质地板或铺设毛、麻、化纤地毯及普通地板等。

3.3.1.2选用静电导体材料构成的地面。如防静电活动地板或在普通地面铺设防静地垫，并有效接地。

3.3.1.3允许使用经特殊处理过的水磨石地面。如事先敷设地线网，渗碳或在地面喷抗静电剂等。

3.3.2接地：

3.3.2.1防静电系统必须有独立可靠的接地装置，接地电阻一般应小于10Ω，埋设与检测方法符合SJ/T 10694-1996的要求。

3.3.2.2防静电地线不得接在电源零线上，不得与防雷地线共用。

3.3.2.3使用三相五线制供电，其地线可以作为防静电地线。（但零线，地线不得混接）。

3.3.2.4防静电接地分系统也可利用故障保护地线或信号参考地线（直流工作地线）作为

接地母线。

3.3.2.5不允许交流线路的走线与直流地线紧贴或平行铺设，以防对直流信号造成干扰。

3.3.2.6各接地分系统的连线之间应相互隔离，使用带绝缘外皮的导线。

3.3.2.7接地主干线截面积应不小于100mm2，支干线截面积不小于6mm2，设备和工作台的接地线应采用截面积不小于1.25mm2的多股塑料导线，接地线颜色以黄绿色为宜。接地点符号如图1所示，其尺寸大小应在普通照明条件下用肉眼清楚辨认，标记颜色为黄底黑色，避免使用红色。

图 1 接地连接点符号式样

3.3.2.8接地主干线的连接方式应采用钎焊、熔焊或压接连接件、卡箍等进行搭接连接。

3.3.2.9防静电设备接地端子应用易装拆的各种夹式连接器，如鳄鱼夹、插头座等，但应确保电气连接可靠。 3.3.3湿度、温度控制：

3.3.3.1防静电工作区的环境相对湿度在45％～75％（或30％～75％）范围内。

3.3.3.2防静电工作区的环境温度在15℃～35℃范围内。

3.3.3.3在不对产品造成有害影响前提下允许使用增湿设备喷洒制剂或水，以增加环境湿度。

3.3.6区域界限：

防静电工作区应标明区域界限，并在明显处悬挂警示标志。警示标志应符合GJB3007-97规定，EPA标记符号式样如图2所示，其最小尺寸为300mm*150 mm，标记颜色一般采用黄底黑色。一般可配置手模式静电泄放球（应可靠接地）。

图2 EPA标记符号式样

3.3.7电荷源

在防静电工作区内禁止使用及接触易产生静电荷的电荷源（见表1）。

表 1 电 荷 源

类 别 电 荷 源

工作台表面 油漆或浸漆表面，普通表面塑料贴面，普通乙烯及树脂表面。

工作服、鞋、帽 普通涤纶、合成纤维及尼龙面料、塑料及普通胶底鞋。

地板 塑料及普通地板革、抛光打蜡地板、普通乙烯树脂。

操作工具及设备 普通塑料盒、架、瓶、盘用品及纸制品，普通泡沫及一般电动工具、压缩机、喷射设备、蒸发设备等。

3.4防静电设施

3.4.1静电安全工作台

3.4.1.1静电安全工作台是防静电工作区的基本组成部分，所有装配调试人员，材料处理人员和接触静电敏感器件的检验人员、技术人员都必须在静电安全工作台上操作。 3.4.1.2静电安全工作台由工作台、防静电桌垫和大地线等组成。接地线应与大地有可靠连接。以保证静电荷安全泄放到地。防静电工作台地线应采用最小截面积不小于1.25 mm2的多股塑料导线，外皮颜色为黄绿色。

3.4.1.3防静电工作台面的表面电阻为106～109Ω的规定（见附录C）测试技术指标。测试方法见第10.5.2.2条的规定。

3.4.1.4静电安全工作台上不允许堆放塑料盒（片）、橡皮、纸板、玻璃等易产生静电的杂物。图纸资料等应装入防静电文件袋内。

3.4.2防静电腕带

直接接触静电敏感器件的人均应戴防静电腕带，腕带应与人体皮肤有良好的接触，腕带必须对人体皮肤无刺激，无过敏影响。腕带系统对地电阻应在106~108Ω范围内。测试方法见第10.5.2.3条的规定。

3.4.3防静电容器

在电子设备研制生产过程中一切储存、周转静电敏感器件的容器（元件袋、周转箱、印制板架、元器件存放盒等）应具备静电防护性能，不允许使用普通塑料容器。存放部件用的周转箱必要时应加装接地线。（见附录C）

3.4.4防静电工作服

3.4.4.1进入防静电工作区或接触静电敏感器件的人员应穿防静电工作服，防静电服面料应符合GB12014《防静电工作服》规定。

3.4.4.2在相对湿度大于50%的环境中防静电工作服允许选用纯棉制品。

3.4.5防静电烙铁

防静电烙铁台应可靠接地，焊头部位应用多股铜芯线（1mm2）直接接地，从焊头到接地系统的电阻应不大于2Ω。

3.4.6防静电手套、手指

应用静电耗散材料制作，电阻值在105~1010Ω。

4 防静电器材基本配制：

各种防静电器件基本配置见表2。

表 2 防 静 电 器 件 基 本 配 置 表