静电放电防护设计规范和指南
第一章概述 (2)
1.1静电和静电放电 (2)
1.2 静电放电的特点 (2)
1.3静电放电的类型 (2)
第二章静电放电模型 (3)
2.1人体带电模型 (3)
2.2 场增强模型（人体-金属模型） (3)
2.3 带电器件模型 (4)
第三章静电放电的危害 (5)
3.1 ESD造成元器件失效 (5)
3.2 ESD引起信息出错，导致设备故障 (5)
3.3 高压静电吸附尘埃微粒 (5)
第四章ESD防护设计指南 (5)
4.1 设备的ESD防护设计要求 (6)
4.2 PCB的ESD防护设计要求 (6)
4.3 通讯端口的ESD防护设计要求 (10)
第五章典型案例 (13)
5.1 某宽带园区接入产品防静电设计 (13)
5.2 某小容量带宽接入产品的防静电设计 (14)
5.3 某产品与结构工艺有关的防静电案例 (15)
5.4 ESD试验使某单板程序“跑飞” (15)
5.5 试验使单板复位 (17)
第一章概述
1.1静电和静电放电
静电式物体表面的静止电荷。物体在接触、摩擦、分离、感应、电解等过程中，发生电子或离子的转移，整电荷和负电荷在局部范围内失去平衡，就形成了静电。带有静电的物体称为带电体。当带电体表面附近的静电场梯度大到一定的程度，超过周围介质的绝缘击穿场强时，介质将会发生电离，从而导致带电体的点和部分的电荷部分或全部中和。这种现象我们称之为静电放电(ESD)。静电放电可以出现在两个物体之间，也可由物体表面静电荷直接向空气放电。
人体由于自身的动作以及与其它物体的接触、分离。摩擦或感应等因素，可以带上几千伏甚至上万伏的静电。在干燥的季节，人们在黑暗中托化纤衣服时，常常会听到“啪啪”的声音，同时还会看到火花，这就是人体的静电放电现象。在工业生产中，人是主要的静电干扰源之一。
1.2 静电放电的特点
1、静电放电时高电位，强电场，瞬时大电流的过程
大多数情况下静电放电过程往往会产生瞬时脉冲大电流，尤其是带电导体或手持小金属物体的带电人体对接地体产生火花放电时，产生的瞬时电流的强度可达到几十安培甚至上百安培。
2、静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲
在静电放电过程中，会产生上升时间极快、持续时间极短的初始大电流脉冲，并产生强烈的电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲，它的电磁能量往往会引发起电子系统中敏感部件的损坏、翻转，使某些装置中的电火工品误爆，造成事故。
1.3静电放电的类型
静电放电类型主要有下面三种：
1、电晕放电
电晕放电是在不均匀电场中以布局击穿形式表现出来的一种气体放电，其特点是放电能量较低，在尖端电极上呈现微弱的发光现象，并随着极间电压的升高，发光区域不断增大，在电压足够高时，呈现连续的拂尘状光体。
2、刷形放电
刷形放电是发生于导体和绝缘体之间的一种放电形式。其放电通道的一端具有放电集中点，另一端呈分枝状散开，并伴有放电声光。刷形放电的能量较大，声、光比一般电晕放电显著。
3、火花放电
火花放电是当两个电极间的电压足够高，致使气体全路径被击穿的一种放电形式。火花放电时，放电通道成为导电性的，电极上积蓄的电荷瞬时被中和，放电火花随之消失。火花放电产生的放电电流及电磁脉冲具有较大的破坏力，它可对一些敏感的电子器件和设备造成危害。
第二章静电放电模型
静电放电时一个复杂多变的过程。静电放电有许多不同的形式，能产生静电放电的静电源多种多样。针对静电放电的这种复杂性，为了有效地对静电放电的危害及其效应进行正确的评估，人们对实际中各种可能产生危害的静电源进行了研究，根据各自的特点建立了相应的ESD模型。下面是几种常见的模型。
2.1人体带电模型
人体是产生静电危害的最主要的静电源之一。人体带电模型是为了模拟带点人体与物体接触时的静电放电效应而建立的。人体带电模型的电路网络是一个电容和一个电阻的串联结构，称为单RC电气结构。其中，电容C和电阻R的取值对不同的行业有所不同。在电子器件的静电敏感度测试中，美军标MIL-STD-1686A规定的参数值是：电容100pF,电阻1.5k Ω。对电火工品的静电敏感度测试，美军标MIL-STD-1512采用的参数值是：电容500pF，电阻5kΩ。在汽车制造业中，人体模型通常采用的参数是电容330pF，电阻2kΩ.。
2.2 场增强模型（人体-金属模型）
场增强模型是用来模拟带电人体通过手持的小金属物件，如螺丝刀，钥匙等，对其它物
体产生放电时的情形，因此这一模型又被称为人体-金属模型。当带电人体手持小金属物件时，由于金属物件的尖端效应，使得其周围的场强大大增强，再加上金属物件的点击效应，导致放电时等效电阻大大减小。因此在同等条件下，它产生的放电电流峰值比单独人体放电的要大，放电持续时间短。
场增强模型的电路结构为双RLC电气结构，其基本原理如下：
图2-1双RLC人体静电放电模型
图中C B、R B、L B分别为人体电容、电阻及电感。C H、R H、L H分别为手、前臂及手持的小金属物件的电容、等效电阻及电感。IEC801-2及IEC61000-4-2标准在模拟人体静电放电时采用了上述双RLC电气模型，其规定的模型参数为：CB=150pF ±10%,R B=330Ω±10%，LB=0.04~0.2μH,C H=3~10pF,R H=20~200Ω,L H=0.05~0.2μH。
2.3 带电器件模型
电子器件本身在加工，处理、运输等过程中可能因与工作面及包装材料等接触、摩擦而带电。当带电的电子器件接近或接触导体或人体时，便会产生静电放电。由于这一放电过程是器件本身带电而引起的，因此在建立这种放电模型时，把它称为带电器件模型。
带电器件模型的电路网络是一个电容、一个电阻和一个电感的串联结构，称为单RLC 电气结构。其模型参数的取值要根据器件的具体情况来确定。
第三章静电放电的危害
3.1 ESD造成元器件失效
当带电物体通过器件形成一个放电通路时或带电器件本身有一个放电通路时，就会产生ESD而造成器件的失效，失效模式有突发性完全失效和潜在性缓慢失效。
（1）突发性完全失效：器件的芯片介质击穿或烧毁、一个或多个电参数突然劣化，完全失去规定功能的失效。通常表现为开路、短路、以及电参数严重漂移。概率约10%
(2)潜在性缓慢失效：器件受到ESD造成轻微损伤，器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患，使该电路在以后的工作中，参数劣化逐渐加重，最终失效。概率约90%
3.2 ESD引起信息出错，导致设备故障
ESD会在设备各处产生一个幅值为几十伏的干扰脉冲，引起信息出错，导致设备的故障：ESD也可产生频带几百千赫～几十兆赫、电平高达几十毫伏的电磁脉冲干扰。当脉冲干扰耦合到敏感电路时，也会引起信息出错，导致设备的故障。
3.3 高压静电吸附尘埃微粒
静电电荷易吸附尘埃微粒，污染PCB板和半导体芯片，使其绝缘电阻下降，影响器件工作。严重时会引起器件故障（例如：CMOS电路发生闩锁）。
第四章ESD防护设计指南
ESD耦合到电子通讯设备有三种方式
●直接传导
●电容耦合（电场耦合）
●电感耦合（磁场耦合）
所以，电子通讯设备的ESD防护主要应针对这儿种耦合方式采取措施，可总结为下列24字方针:：
静电屏蔽，滤波去耦，绝缘隔离，接地泄放，良好搭接，瞬态抑制
4.1 设备的ESD防护设计要求
对于设备级的ESD防护设计，其重点应放在为静电放电设置一条通畅的泄放通道。主要应做好以下几点：
1、机箱金属之间要实现良好搭接。搭接处要采用面接触，避免点接触，搭接的直流电阻不大于2.5mΩ，整体搭接结构中任意两导电点间的直流电阻不大于25mΩ。相互搭接的金属之间电化学位差不大于0.6V。
2、人员接触的键盘，控制面板，手动控制器，钥匙锁等金属部件，应直接通过机架接地。如果不能接地，则其与电路走线和工作地的绝缘距离至少应满足以下要求：空气间隙
5mm，爬电距离6mm。
3、机架式设备一般采用复合式接地，工作地、电源地、保护地与机架在内部要良好隔离，在机架接地螺栓处汇接或在外部接地汇集线上汇接，形成良好的静电泄放通路。
4、小型低速（频率小于10MHz）设备可以采用工作地浮地（或工作地单点接金属外壳），金属外壳单点接大地，使静电通过机壳泄放到地面而对内部电路无影响。
5、小型高速（频率大于10MHz）设备的工作地应与金属机壳实现多点接地，且金属外壳单点接大地。
6、机架设备的接地点与外部接地桩之间要保证可靠的电气连接。接地线材料应采用多股铜钱，对于安装在移动通信基站的设备，接地线截面积≥35mm2，其他设备，接地线截面积≥16mm2。接地线两端应接铜鼻子。
4.2 PCB的ESD防护设计要求
在ESD放电区域会产生较强的突变电磁场。强的瞬变电磁场一方面可能使器件立即失效，或者造成潜在性损伤使器件性能逐渐降级：另一方面可能对电路产生干扰使电路不能正常工作。因此在关键电路中一般应采用ESD保护电路，如利用TVS器件、滤波器等。
PCB的ESD防护设计主要应做好以下措施：
1、接口电路应尽量采用ESD敏感度为3级（静电损伤阈值大于4000V）或不敏感的元器件：否则在输入输出接口电路上应采取保护措施。单板的保护电路应紧靠相应的连接器放置。
图4-1 单板的保护电路紧靠连接器放置
2、芯片的保护电路应紧靠相应的芯片放置，并低阻抗接地。见图4-2。
图4-2 芯片的保护电路紧靠芯片放置
3、易受ESD干扰器件，如NMOS、CMOS器件等，应该尽量远离易受ESD干扰的区域。
4、在PCB上设置静电防护与屏蔽地
以U6单板为例，在PCB的板边设置图4-3所示的静电防护与屏蔽地，该地环的宽度的5毫米，在外层的铜皮上喷锡（不要盖绿油），用过孔将各层的防护地环连接，过孔与过孔之间的间距控制在约10—13mm（400—500mil）。单板与背板的防护地通过连接器材相连。静电防护与屏蔽地与工作地之间，应尽量保证间距大于3mm。
静电防护与屏蔽地环可以只在PCB板的二个表面上铺设，内层上不设置防护地环。
图4-3 PCB上设置静电防护与屏蔽地
5、在满足功能要求前提下，优先选用抗静电能力强（即损伤阈值高）的元器件。
6、相互之间具有很多互联线的元器件应尽可能彼此靠近。例如I/Q器件与I/Q连接器应尽量接近。
7、信号线应该与其回流地线紧挨一起，尽量在每根信号线的旁边安排一条地线。尽量采用地平面或地线网络，而不采用单根地线。对于多层板。信号线应该尽量靠近地平面走线。
8、易受静电干扰的信号线如时钟线、复位线等应尽可能短而宽：多层板中的时钟线、复位线应在两地平面之间走线。
9、对于多层板，应保证地平面的完整性，地平面内不应有大的开口。
10、后背板上的布线区（包括信号层、地层及电源层）与固定后背板的金属螺钉边缘的距离至少5mm以上。
11、印制板地层通过接插件到后背板时，最好至少有一排接地插针，保证静电泄放地回路的通畅。
12、在印制板的电源输入端应进行滤波，并用瞬态过电压仰制器件（TVS）仰制瞬态过
电压。
13、对于双面板，如果印制板上的电源线引线很长，则每隔8cm应在电源与地之间接入一个0.1uF的陶瓷电容器。
14、所有高速逻辑器件要求安装去耦电容。集成电路的电源与地之间应加0.01uF~0.1uF 的陶瓷电容器进行去耦。去耦电容应并接在同一芯片的电源端与地之间且要紧靠被保护的芯片。对于电源和地有多个引脚的大规模集成电路，应安装多个去耦电容。对于动态RAM器件，去耦电容的容量取0.1U F为宜。
15、对于大规模集体电路，尤其是EEPROM、FLASH MEMORY、EPLD、FPGA等类型的芯片，每个去耦电容（0.01uF~~0.1uF）旁应并接一个10uF的充放电钽电容或陶瓷电容。对于小规模集成电路，每10片去耦电容（0.01uF～0.1uF）旁也要加接一个10uF的充放电钽电容或陶瓷电容。
16、CMOS器件所有不用的输入端引线不允许悬空，应视不同电路接到地、电源（源极）Vss或电源（漏极）V DD上。CMOS器件的输入端如果接的是高阻源，则应设计上拉或下拉电阻。
17、印刷板上的静电敏感器件，必须通过保护电路（设置串联电阻、分流器、箝位器件等保护装置）才能与电连接器的端子相连。
18、安装在印制板上具有金属外壳的元器件（如复位按钮、拨码开关、晶振等），其金属外壳必须可靠接地，优先接静电保护地环，如单板没有设置静电保护地环，则接工作地。
19、对于输入输出接口处信号插针与金属外壳的隔离距离达不到5mm的接插件，其金属外壳附近应尽可能敷设大面积覆铜地线。接插件金属部分应与机壳用最短的接地线相连。
20、在复位信号线靠近复位按钮的输入端与地之间，以及靠近复位芯片的输入端与地之间分别并接0.1uF的陶瓷电容；复位线应尽可能短（小于3cm为宜）而宽（大于1mm为宜）。
21、操作面板上容易被人体接触的部件，如小面板、按钮、键盘、旋钮等应采用绝缘物，也可以采用带塑料薄膜的金属开关面板。
22、对于与内部电路无联系的金属部件，如固定印刷板的金属锁簧和起拔拉手，外表涂覆绝缘层，增加其绝缘强度，并与印制板内部电路（包括信号和地线层）隔离至少5mm以上。
23、金属机壳以及与印制板相连的金属前面板应与印制板内部电路（包括信号和地线层）隔离至少5mm以上。
24、印制板静电电流泄放通路的地应优先选择机壳地，板上的金属部件和金属接插件能就近接机壳的应就近接机壳，无法就近接机壳的接静电保护地环或工作地，工作地应是大面积的地层。
4.3 通讯端口的ESD防护设计要求
对通讯端口的ESD防护，一般采用TVS(瞬态电压仰制器)保护器件。
1、TVS的主要参数及选取原则
选取TVS器件时，主要考虑以下三个参数：截止电压V RM,峰值脉冲电流I PP和输入电容C（又称结电容）。
对于V RM，如果电路正常工作时的峰值电压为V工作，则V RM可取值：V RM=（1.1~1.2）V工作，V RM最大不要超过工作电压的1.4倍。
对于Ipp，应选择该值大于电路中预期出现的电流值。
对于输入电容C的选取，应保证不对电路的正常工作造成影响，不对传送的波形产生畸变。如果TVS用于高速电路的ESD防护，其输入电容C以不大于15pF为宜。
2、E1和Ethernet口的ESD防护器件推荐
下面的器件是专门用于ESD防护的器件，其内部带有滤波电路，能够防ESD接触放电8kV，空气放电15kV。该器件可以对E1和Ethernet口进行保护。
型号：STF701，SEMTECH公司。V RM=5V，输入电容C=65pF。
如图4-4 STF701 内部电路及结构图
3、串口的ESD防护器件推荐
如果串口芯片用MAX3342，则有四路收发，八根线，可采用PROTEK公司的
SM16LC15C器件对串口进行保护。
以下图示器件为高速双向TVS阵列，8个信道，可以保护4个串口，防静电大于40kV。
其参数为V RM=15V，C=15pF。
公司代码为：12600040。
图4-5 SM16LC15C内部电路及结构图
如果串口芯片用MAX3223，则有两路收发，四根线，可采用PROTEK公司的
SMDA15LCC器件对串口进行保护。
其参数为V RM=15v，C=15pF。
该器件公司目前没有代码（只有SMDA05LCC,代码12600066）。
如果串口芯片用MAX3221，则为单路收发，两根线，可采用PROTEK公司的SM8LC12器件对串口进行保护。
其参数为V RM=12V，C=25pF
公司代码为：12600043。
图4-6 SM8LC12 内部电路及封装图
不过，对上述串口芯片MAX3223和MAX3221，它们都有对应的内部自带ESD保护（15KV）的型号，分别为MAX3223E和MAX3221E，可以直接选用，当选用MAX3223E 和MAX3221E时，不需要再加ESD保护器件。
4、10/100m以太网口的ESD防护器件推荐
以太网接口可以采用以下的ESD、浪涌保护电路：
图4-7 以太网接口ESD、浪涌保护电路
保护器件SLVU2.8-4由SEMTECH公司供应，其参数为V RM=2.8V，C=5pF.公司代码为：12600063。
保护器件SMDA05LCC由PROTEK 公司供应，其参数为V RM=5V，C=15pF.公司代码为：12600066。
第五章典型案例
5.1 某宽带园区接入产品防静电设计
该产品的防静电设计方案可以归纳如下：
（1）接地系统分工作地、-48V电源地、保护地和机壳地。
（2）机箱外壳采用整体折弯工艺，使插箱外形一次成型，采用整体框架式结构，机箱上下导轨采用整体金属式导轨板，并在框架主题上设置有机壳接地螺钉，保证系统整体搭接良好。
（3）单板通过上下两边的镀锡层在导轨槽中滑动，为保证导轨槽与单板镀锡层良好接触，在导轨槽两边加装导轨簧片；为了保证前面板之间良好搭接，面板与面板之间通过连接弹性指簧来消除间隙。
（4）系统外界端口包括有百兆以太网电接口（RJ45插座）、百兆以太网光接口、千兆以太网光接口、232串口（采用RJ45插座）和VDSL线路用户端口。以上端口采用VDSL线路用户端口从背板出线，其余非用户端口都从前端出线。为了更好地泄放静电电流，系统采用如下方式的接地方式：
a 在个单板（背板除外）前端安装各接口插座区域表层全部敷设机壳地，机壳地敷设宽度大于接口插座加上静电保护器件的覆盖宽度，讲这些端口静电保护器件的接地端与此机壳地相连。
b 工作地层前端向内缩，从距离机壳地至少5mm处向后方敷设（该系统单板工作地之间间隔8mm），端口隔离变压器跨接在机壳地与工作地之间，接口信号线走在制板内层，通过隔离变压器将在机壳地和工作地区域的信号连接起来。
c 为了使前端接口感应的静电电流以最短路径泄放，前端机壳地与单板上下两边的镀锡
层相连，即机壳地就近于机壳相连，上下镀锡层与内部信号和工作地距离间隔至少5mm（该系统间隔为8mm）。
d 从后背板出线的VDSL用户线端口保护地则是通过后背板插针单独接到大地上。
这种接地方式可以归纳为：前端的机壳地应就近接机壳，且应避开内部电路，这样可以提高整个系统的静电抗扰性：后端保护地通过后背板插针引出，单独接到大地上，系统最后引向大地的地线为工作地、保护地和机壳地（由机壳接地螺钉引出）。
该产品通过采用以上措施，顺利通过了接触6KV和空气8KV静电放电抗扰性试验。5.2 某小容量带宽接入产品的防静电设计
某小容量宽带接入产品的E1接口的防静电器件选用的是SEMTECH公司的
LC03-6(V RM=6V ，Ipp=50A，C=8pF，SO8封装，代码为12600032），试验时可防6KV接触静电（静电枪直接对E1接口的同轴外壳进行接触放电，E1接收和发送的同轴外壳都悬浮不接地）。
厂家推荐的器件接法如图5-1所示。
图5-1 E1接口防静电电路图
试验发现，按照上图的器件连接方法进行6KV接触静电放电时，隔离变压器线路侧引脚会放电打火，经分析发现这种接法只仰制了差模干扰，对共模干扰信号没有泄放通路，共模干扰信号的能力聚集在隔离变压器的线路引脚处，累计到一定的程度击穿引脚之间的空气产生放电打火现象，后将LC03-6的中间悬空管脚接保护地，为共模干扰提供了泄放通路，放电打火现象消失，线路正常工作；另外，此器件的输入电容为线-线间12pF，线-地间25pF，对E1信号并无影响，实际试验时也是如此。
5.3 某产品与结构工艺有关的防静电案例
某产品机箱规格为宽19英寸，高12U，前面板有10/100M以太网电接口、E1接口、232串口等，结构设计时充分考虑到了机箱各个面和支架之间的良好搭接，前面板相互之间也是通过弹性指簧进行良好搭接的。但在对10/100M以太网RJ45金属电接口进行6KV静电放电时，系统重新启动。对系统接地进行了检查，发现接地方式也正确，再进一步详细检查发现，安装RJ45金属网口的方形开口四周喷上了厚厚的一层漆，使RJ45金属网口与前面板搭接不好，导致静电试验通不过，将漆层去掉后，系统顺利通过了接触放电6KV静电试验。
5.4 ESD试验使某单板程序“跑飞”
问题描述：某单板在进行ESD试验时，单板上的程序“跑飞”。
原因简析：图5-2 为该板的TOP层丝印和走线图，不难看出，内存条距离需施以6千伏静电的铝合金面板很近，不到30毫米，插入内存条时，采用高速CMOS工艺的SDRAM芯片面向面板。内存条的数据或地址总线上出现干扰，不能排除以下两个原因：一是SDRAM 芯片在电磁脉冲的作用下出现错误的状态变换，二是内存条上的印制线在瞬变场中产生了干扰脉冲。
改进措施：原设计中布局不合理，内存条离面板边太近。改板时将板的中部压缩，内存条转向180度使SDRAM芯片背向面板。更改后的效果见图5-3。
试验效果：故障不再出现，ESD试验顺利通过。
图5-2 原设计图
图5-3 改进后的设计图
5.5 试验使单板复位
问题描述：某单板在进行ESD试验时，单板上有时（概率若20%）出现复位现象。
原因简析：图5-4为该板的TOP层丝印和走线图，原设计中的复位信号线（沿红线箭头处）长距离地走在表面，线宽8mil，而且离面板边较近。进行ESD试验时，收到快速瞬变场的影响，复位信号线产生了干扰脉冲。
改进措施：只将复位芯片下移，复位信号线用20㏕的线走内层。
试验效果：故障不再出现，ESD试验顺利通过。
图5-4 复位线设计图
5种ESD防护方法
5种ESD防护方法 静电放电（ESD）理论研究的已经相当成熟，为了模拟分析静电事件，前人设计了很多静电放电模型。常见的静电模型有：人体模型（HBM），带电器件模型，场感应模型，场增强模型，机器模型和电容耦合模型等。芯片级一般用HBM做测试，而电子产品则用IEC 6 1000-4-2的放电模型做测试。为对 ESD 的测试进行统一规范，在工业标准方面，欧共体的 IEC 61000-4-2 已建立起严格的瞬变冲击抑制标准；电子产品必须符合这一标准之后方能销往欧共体的各个成员国。 因此，大多数生产厂家都把 IEC 61000-4-2看作是 ESD 测试的事实标准。我国的国家标准（GB/T 17626.2-1998）等同于I EC 6 1000-4-2。大多是实验室用的静电发生器就是按 IEC 6 1000-4-2的标准，分为接触放电和空气放电。静电发生器的模型如图 1。放电头按接触放电和空气放电分尖头和圆头两种。
IEC 61000-4-2的 静电放电的波形如图2，可以看到静电放电主要电流是一个上升沿在1nS左右的一个上升沿，要消除这个上升沿要求ESD保护器件响应时间要小于这个时间。静电放电的能量主要集中在几十MHz到500MHz，很多时候我们能从频谱上考虑，如滤波器滤除相应频带的能量来实现静电防护。 IEC 61000-4-2规定了几个试验等级，目前手机CTA测试执行得是3级，即接触放电6KV，空气放电8KV。很多手机厂家内部执行更高的静电防护等级。
当集成电路（ IC ）经受静电放电（ ESD）时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流。例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的 IC 管脚。瞬间大电流会严重损伤 IC ，局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。ESD 对 IC的损伤还包括内部金属连接被烧断，钝化层受到破坏，晶体管单元被烧坏。 ESD 还会引起 IC 的死锁（ LATCHUP）。这种效应和 CMOS 器件内部的类似可控硅的结构单元被激活有关。高电压可激活这些结构，形成大电流信道，一般是从 VCC 到地。串行接口器件的死锁电流可高达 1A 。死锁电流会一直保持，直到器件被断电。不过到那时， IC 通常早已因过热而烧毁了。 电路级ESD防护方法 1、并联放电器件 常用的放电器件有TVS，齐纳二极管，压敏电阻，气体放电管等。如图
ESD(静电放电)及ESD保护电路的设计
什么是ESD（静电放电）及ESD保护电路的设计 学习资料2008-12-09 08:27:57 阅读592 评论1 字号：大中小订阅 来源：电子系统设计 静电放电(E SD，electrostatic discharge )是在电子装配中电路板与元件损害的一个熟悉而低估的根源。它影响每一个制造商，无任其大小。虽然许多人认为他们是在E SD安全的环境中生产产品，但事实上，E SD有关的损害继续给世界的电子制造工业带来每年数十亿美元的代价。 E SD究竟是什么？静电放电(E SD)定义为，给或者从原先已经有静电(固定的)的电荷(电子不足或过剩)放电(电子流)。电荷在两种条件下是稳定的： 当它“陷入”导电性的但是电气绝缘的物体上，如，有塑料柄的金属的螺丝起子。 当它居留在绝缘表面(如塑料)，不能在上面流动时。 可是，如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体(螺丝起子)靠近有相反电势的集成电路(IC)时，电荷“跨接”，引起静电放电(E SD)。 E SD以极高的强度很迅速地发生，通常将产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路，在电子显微镜下外表象向外吹出的小子弹孔，引起即时的和不可逆转的损坏。 更加严重的是，这种危害只有十分之一的情况坏到引起在最后测试的整个元件失效。其它90%的情况，E SD 损坏只引起部分的降级- 意味着损坏的元件可毫无察觉地通过最后测试，而只在发货到顾客之后出现过早的现场失效。其结果是最损声誉的，对一个制造商纠正任何制造缺陷最付代价的地方。 可是，控制E SD的主要困难是，它是不可见的，但又能达到损坏电子元件的地步。产生可以听见“嘀哒”一声的放电需要累积大约2000伏的相当较大的电荷，而3000伏可以感觉小的电击，5000伏可以看见火花。 例如，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或电气可编程只读内存(E PROM, electricall programmable read-only memory)这些常见元件，可分别被只有250伏和100伏的E SD电势差所破坏，而越来越多的敏感的现代元件，包括奔腾处理器，只要5伏就可毁掉。 该问题被每天的引起损害的活动复合在一起。例如，从乙烯基的工厂地板走过，在地板表面和鞋子之间产生摩擦。其结果是纯电荷的物体，累积达到3~2000伏的电荷，取决于局部空气的相当湿度。 甚至工人在台上的自然移动所形成的摩擦都可产生400~6000伏。如果在拆开或包装泡沫盒或泡泡袋中的PCB期间，工人已经处理绝缘体，那么在工人身体表面累积的净电荷可达到大约26000伏。 因此，作为主要的E SD危害来源，所有进入静电保护区域(E P A, electrostatic protected area)的工作人员必须接地，以防止任何电荷累积，并且所有表面应该接地，以维持所有东西都在相同的电势，防止E SD发生。 用来防止E SD的主要产品是碗带(wri s tband)，有卷毛灯芯绒和耗散性表面或垫料- 两者都必须正确接地。另外的辅助物诸如耗散性鞋类或踵带和合适的衣服，都是设计用来防止人员在静电保护区域(EP A)移动时累积和保持净电荷。 在装配期间和之后，P CB也应该防止来自内部和外表运输中的E SD。有许多电路板包装产品可用于这方面，包括屏蔽袋、装运箱和可移动推车。虽然以上设备的正确使用将防止90%的E SD有关的问题，但是为了达到最后10%，需要另一种保护：离子化。
静电放电esd)最常用的三种模型及其防护设计
静电放电（ESD）最常用的三种模型及其防护设 计 ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握?ESD?的相关知识。为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。 1.HBM：Human Body?Model，人体模型： 该模型表征人体带电接触器件放电，Rb 为等效人体电阻，Cb 为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。 ESD人体模型等效电路图及其ESD等级 2.MM：Machine Model，机器模型： 机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是?200pF，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。 ESD机器模型等效电路图及其ESD等级 3.CDM：Charged?Device?Model，充电器件模型： 半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下： ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级 器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的 ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。 通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD电压会比较低。 ESD 防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。下图是一个 ESD 防护的流程图： ESD 防护设计流程图 ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计，单板防护设计可以提高单板 ESD 水平，降低系统设计难度和系统组装的静电防护要求。当系统设计还不能满足要求时，需要进行应用环境设计防护设计。ESD 敏感器件在装联和整机组装时，环境的 ESD 直接加载到器件，所以加工环境的 ESD 防护是至关重要的。 一般整机、单板、接口的接触放电应达到±2000V(HBM)以上的防护要求。器件的 ESD 防护设计是在器件不能满足 ESD 环境要求的情况下，通过衰减加到器件上的 ESD 能量达到保护器件的目的。ESD 是电荷放电，具有电压高，持续时间短的特点，根据这些特点，ESD 能量衰减可通过电压限制、电流限制、高通滤波、带通滤波等方式实现，所以防护电路的形式多种多样，这里就不一一列举。
静电放电防护的基本原理和原则
静电放电防护的基本原理和原则 静电放电防护的基本原理和原则 一、发生ESD损伤的三种情况 1、带有表龟的导体（人体、设备等）对处于接地的器件发生放电造成损伤； 2、器件带有静电与导体发生放电造成损伤； 3、在静电场中，器件接触接地的导体发生放电造成损伤。 二、ESD防护四项基本原则 1、等电位连接：与敏感器件接触的导体实现等电位连接，避免因导全带静电发生放电； 2、静电源控制：绝缘材料的静电通过接地和等电位连接无法消除，因此必须对敏感器件周边进行静电源控制； 3、防静电包装：出ESD防护区的器件必须使用防静电包装，以防外界静电源的影响； 4、安全第一：ESD防护措施不能降低安全水准，如安全与之冲空，安全第一。 三、基本技术手段 1、等电位：基本原理：等到电位状态下不发生放电。做法：①所有可能接触器件的物体使用并连接（共同连接点）；②接地系统间进行跨接避免电势差。 2、接地：基本原理：将静电通过接地线或接地装置传导泄放到大地。做法：①建立静电接地系统；②静电导电材料的使用；③两种方式：硬功夫接地和软接地。 3、离子化中和：基本原理：电离空气产生正负离子，中和静电电荷。做法：①离子风机、离子风枪、离子吧；②自感式的离子静电消除器。 4、阻值控制：基本原理：通过电阻控制，控制过强的表龟泄放或放电，同时保证人体安全。做法：①静电耗散材料的使用；②连接安全限流电阻。 5、静电放电屏蔽：基本原理：屏蔽静电场，阻隔静电放电电流通过敏感器件。做法：①静电屏蔽材料和屏蔽容器的使用；②绝缘材料和阻隔结构。 6、湿度控制：基本原理：增加湿度减少静电的产生，降低摩擦电压。做法：①控制湿度在40~70%（满足多数标准的要求）。 7、材料选择和工艺控制避免产生静电：基本原理：通过使用不产生或产生静电小的材料，减少静电；材料表面光洁，减少静电；静电序列的应用。做法：①使用抗静电材料；②使用抗静电剂。 8、标识和标注：对敏感器件进行标识避免当作非敏感器件存放、运输和操作；对ESD防护用品和材料进行标识，以表明其功能，防止超出有效期使用；对EPA（ESD保护工作区，工作站）进行标识；对EPA中可能存在的风险进行警示（IEC）；对接地点进行标识；涉及到敏感器件的文件、设计图纸进行标注（IEC）；对EPA中的设备进标识（IEC）。 9、保护电路和结构设计提高抗静电能力。
常用EMC实验模拟器
1.静电放电模拟器------------------------------------------------------------------- 3 ESD 30N 30KV静电放电模拟器-------------------------------------------------------------- 3 DITO 静电放电模拟器 -------------------------------------------------------------------------- 5 2.汽车瞬变脉冲传导抗干扰信号模拟器 --------------------------------------- 7 UCS 200N 汽车用电子设备抗扰度测试设备 --------------------------------------------- 7 3.电压变化模拟器------------------------------------------------------------------- 11 VDS 200N 电压变化模拟器------------------------------------------------------------------ 11 4.抛负载模拟器---------------------------------------------------------------------- 14 LD 200N 抛负载发生器----------------------------------------------------------------------- 14 5.连续波模拟器---------------------------------------------------------------------- 18 CWS 500N2 连续波模拟器 ------------------------------------------------------------------ 18 CWS 500N1 80W连续波模拟器 ----------------------------------------------------------- 20 6.车载供电系统波形记录发生模拟器----------------------------------------- 23 AutoWave 车载供电系统波形记录发生模拟器 --------------------------------------- 23 7.共模传导干扰模拟器 ------------------------------------------------------------ 25 CWS 500N4 共模传导干扰模拟器0Hz(DC)-150kHz ---------------------------------- 25 8.抗干扰信号模拟器 --------------------------------------------------------------- 27 UCS 500N7 工业电子测试超小型抗干扰信号模拟器-------------------------------- 27 UCS 500N5 工业电子测试超小型抗干扰信号模拟器-------------------------------- 30 NetWave 三相电源质量抗扰度模拟器 ----------------------------------------------- 33 NETWAVE 多功能交、直流源----------------------------------------------------------- 33 EFT 500N5 电快速瞬变脉冲群模拟器---------------------------------------------------- 35 EFT 500N8 电快速瞬变脉冲群模拟器---------------------------------------------------- 37 MPG 200S5 汽车微脉冲模拟器 ------------------------------------------------------------ 39 PFS 200N 汽车电源故障模拟器 ---------------------------------------------------------- 40
静电放电防护设计规范与指南
第一章概述 (2) 1.1静电和静电放电 (2) 1.2 静电放电的特点 (2) 1.3静电放电的类型 (2) 第二章静电放电模型 (3) 2.1人体带电模型 (3) 2.2 场增强模型（人体-金属模型） (3) 2.3 带电器件模型 (4) 第三章静电放电的危害 (5) 3.1 ESD造成元器件失效 (5) 3.2 ESD引起信息出错，导致设备故障 (5) 3.3 高压静电吸附尘埃微粒 (5) 第四章ESD防护设计指南 (5) 4.1 设备的ESD防护设计要求 (6) 4.2 PCB的ESD防护设计要求 (6) 4.3 通讯端口的ESD防护设计要求 (10) 第五章典型案例 (13) 5.1 某宽带园区接入产品防静电设计 (13) 5.2 某小容量带宽接入产品的防静电设计 (14) 5.3 某产品与结构工艺有关的防静电案例 (15) 5.4 ESD试验使某单板程序“跑飞” (15) 5.5 试验使单板复位 (17)
第一章概述 1.1静电和静电放电 静电式物体表面的静止电荷。物体在接触、摩擦、分离、感应、电解等过程中，发生电子或离子的转移，整电荷和负电荷在局部范围内失去平衡，就形成了静电。带有静电的物体称为带电体。当带电体表面附近的静电场梯度大到一定的程度，超过周围介质的绝缘击穿场强时，介质将会发生电离，从而导致带电体的点和部分的电荷部分或全部中和。这种现象我们称之为静电放电(ESD)。静电放电可以出现在两个物体之间，也可由物体表面静电荷直接向空气放电。 人体由于自身的动作以及与其它物体的接触、分离。摩擦或感应等因素，可以带上几千伏甚至上万伏的静电。在干燥的季节，人们在黑暗中托化纤衣服时，常常会听到“啪啪”的声音，同时还会看到火花，这就是人体的静电放电现象。在工业生产中，人是主要的静电干扰源之一。 1.2 静电放电的特点 1、静电放电时高电位，强电场，瞬时大电流的过程 大多数情况下静电放电过程往往会产生瞬时脉冲大电流，尤其是带电导体或手持小金属物体的带电人体对接地体产生火花放电时，产生的瞬时电流的强度可达到几十安培甚至上百安培。 2、静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲 在静电放电过程中，会产生上升时间极快、持续时间极短的初始大电流脉冲，并产生强烈的电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲，它的电磁能量往往会引发起电子系统中敏感部件的损坏、翻转，使某些装置中的电火工品误爆，造成事故。 1.3静电放电的类型 静电放电类型主要有下面三种： 1、电晕放电
静电放电ESD最常用的三种模型及其防护设计
静电放电E S D最常用的三种模型及其防护设计 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
静电放电（ESD）最常用的三种模型及其防护设计 ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌 握ESD 的相关知识。为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。 1.HBM：Human Body ，人体模型： 该模型表征人体带电件放电，Rb 为等效人体，Cb 为等效人体。等效电路如下图。图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。 ESD人体模型等效电路图及其ESD等级 2.MM：Machine Model，机器模型： 机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。 ESD机器模型等效电路图及其ESD等级 3.CDM：Charged Model，件模型： 半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下： ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级 器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的 ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。 通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD 电压会比较低。 ESD 防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。下图是一个 ESD 防护的流程图： ESD 防护设计流程图 ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计，单板防护设计可以提高单板 ESD 水平，降低系统设计难度和系统组装的静电防护要求。当系统设计还不能满足要求时，需要进行应用环境设计防护设计。ESD 敏感器件在装联和整机组装时，环境的 ESD 直接加载到器件，所以加工环境的 ESD 防护是至关重要的。 一般整机、单板、接口的接触放电应达到±(HBM)以上的防护要求。器件的 ESD 防护设计是在器件不能满足 ESD 环境要求的情况下，通过衰减加到器件上的 ESD 能量达到件的目的。ESD
静电放电(ESD)最常用的三种模型及其防护设计
静电放电（ESD）最常用的三种模型及其防 护设计 ESD：Electrostatic Discharge，即是静电放电，每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD 的相关知识。为了定量表征 ESD 特性，一般将 ESD 转化成模型表达方式，ESD 的模型有很多种，下面介绍最常用的三种。 1.HBM：Human Body Model，人体模型： 该模型表征人体带电接触器件放电，Rb 为等效人体电阻，Cb 为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。 ESD人体模型等效电路图及其ESD等级 2.MM：Machine Model，机器模型： 机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容(Cb)是200pF，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级 3.CDM：Charged Device Model，充电器件模型： 半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的，器件带电模型如下： ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级
器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试，大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的ESD数据，一般给出的是 HBM 和 MM。 通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性，但要注意，器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大，某些管脚的 ESD 电压会特别低，一般来说，高速端口，高阻输入端口，模拟端口 ESD电压会比较低。 ESD 防护是一项系统工程，需要各个环节实施全面的控制。下图是一个 ESD 防护的流程图： ESD 防护设计流程图 ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计，单板防护设计可以提高单板 ESD 水平，降低系统设计难度和系统组装的静电防护要求。当系统设计还不能满足要求时，需要进行应用环境设计防护设计。ESD 敏感器件在装联和整机组装时，环境的 ESD 直接加载到器件，所以加工环境的 ESD 防护是至关重要的。 一般整机、单板、接口的接触放电应达到±2000V(HBM)以上的防护要求。器件的 ESD 防护设计是在器件不能满足 ESD 环境要求的情况下，通过衰减加到器件上的 ESD 能量达到保护器件的目的。ESD 是电荷放电，具有电压高，持续时间短的特点，根据这些特点，ESD 能量衰减可通过电压限制、电流限制、高通滤波、带通滤波等方式实现，所以防护电路的形式多种多样，这里就不一一列举。
电力系统EMC实验室的建设
电力系统 EMC实验室的建设 电磁兼容（E M C）的含义是：电气和电子设备在它们所处的电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁干扰的能力。随着电气和电子技术的发展，电磁兼容问题已经成为世界各国普遍关注的问题。 电力系统内电气和电子设备集中，电磁环境复杂，在正常和异常运行状态下都会产生或出现各种电磁干扰，如开关操作、短路故障等的暂态过程；高电压、大电流导线或设备附近的电场和磁场；射频电磁辐射；雷电；静电放电；供电网的电压波动、电压突降和中断；谐波；电子设备的工作信号和噪声等。 在电力系统中运行的自动化设备是电磁干扰的敏感者。以微电子技术和计算机技术为基础的二次弱电设备，如继电保护、自动控制、远动和通信装置等在电力系统中广泛使用，它们的灵敏度高，且与强电设备靠近，很容易受到干扰。在我国电力系统中，由于开关操作、雷电、辐射电磁场、工频磁场等原因引起的干扰事件屡有发生，结果造成保护误动，自动化设备不能正常工作，甚至造成元件或设备损坏。 随着电力系统的发展，电网容量增大，电压等级提高，电网结构更复杂，对自动化的程度和继电保护与自动化系统的灵敏度与可靠性要求更高；另一方面，由于高压电器设备制造技术、信息技术和计算机技术的进步，传统的一、二次设备的结构和布局正在发生变化，它们的发展趋向是小型紧凑化、集成组合化和智能化。如集继电保护、监控和通信功能于一体的分散式变电站综合自动化设备；集电子控制、监视甚至保护为一体的高压智能开关；SF6 封闭式开关设备（GIS）；将高压断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器等单个元件有机地组合在一起的紧凑组合型户外开关设备等都在发展中。控制和保护等二次设备会由原来各种环境条件都较好的控制室移置到开阔场或离一次设备很近的地方，甚至强电、弱电设备组合为一体，电磁环境恶化，电磁兼容问题更加突出。 电力系统如果不妥善解决电磁兼容问题，不但要威胁安全可靠生产，也不利于新技术的采用，影响电力系统的发展。电磁兼容测试是研究和解决电磁兼容问题的关键，近几年国内各行业先后建设了针对不同产品的电磁兼容实验室，如通信、汽车、家电等。国外也有各种类型的实验室，但都没有针对电力系统自动化设备的电磁兼容实验室，鉴于目前电力行业对电磁兼容的迫切需要，准备建设了电力系统自动化设备电磁兼容实验室。实验室的建成，为开展电力行业自动化设备电磁兼容的检测和研究工作提供了必要条件。 1、自动化设备电磁兼容实验室设计 和电磁兼容的含义相对应，电磁兼容测试包括抗扰性（或称电磁敏感性、EMS）试验和电磁骚扰（或 称电磁发射、EMI）测试两方面。抗扰性试验是模拟运行中可能出现的各类干扰，并在被试设备尽可能接近实际运行的条件下，检验其是否能耐受规定的电磁干扰电平。通过调节干扰电平的输出，可模拟不同干扰程度的电磁环境。电磁骚扰（发射）测试是测量被试设备在实际运行条件下，经外连导线（电源、信号／控制、通信、接地等端口）或空间（外壳端口）向外发出的电磁骚扰电平，它不能超过规定的限值，以避免干扰其他设备或系统工作。在进行上述两种测试时，可以检验和比较各种抗干扰和抑制发射的技术措施的实际效果。 由于实验室是针对电力系统自动化设备而建设，因此在设计时重点考虑了其产品特点，包括： （1 ）模拟的各种干扰源类别为现场经常出现的干扰现象，如一次开关操作暂态、二次回路操作暂态、雷电、静电放电、工频磁场、手持式通信设备电磁发射等。 （2 ）由于设备要在模拟正常运行状态下试验，故需要施加的各种输入输出辅助量很多，包括电压、电流、开
静电放电及防护基础知识(新编版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 静电放电及防护基础知识(新编 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
静电放电及防护基础知识(新编版) 一、术语及定义 1、静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷． 2、静电场：静电在其周围形成的电场． 3、静电放电：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两物体间的静电电荷的转移．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就是静电放电． 4、静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压． 5、静电敏感器件：对静电放电敏感的器件． 6、接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地、船等． 7、中和：利用异性电荷使静电消失． 8、防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工
作场地． 二、静电的产生 1、摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电．材料的绝缘性越好，越容易摩擦生电．另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电． 2、感应：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负离子就会转移． 3、传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移． 三、静电对电子工业的影响 集成电路元器件的线路缩小，线路面积减小，耐压降低，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（StaticElectricField）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手．同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大
静电放电及防护基础知识简易版
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 静电放电及防护基础知识 简易版
静电放电及防护基础知识简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 一、术语及定义 1、静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷． 2、静电场：静电在其周围形成的电场． 3、静电放电：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两物体间的静电电荷的转移．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就是静电放电． 4、静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压． 5、静电敏感器件：对静电放电敏感的器
件． 6、接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地、船等． 7、中和：利用异性电荷使静电消失． 8、防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地． 二、静电的产生 1、摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电．材料的绝缘性越好，越容易摩擦生电．另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电．
静电放电及防护基础知识(标准版)
静电放电及防护基础知识(标 准版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0417
静电放电及防护基础知识(标准版) 一、术语及定义 1、静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷． 2、静电场：静电在其周围形成的电场． 3、静电放电：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两物体间的静电电荷的转移．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就是静电放电． 4、静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压． 5、静电敏感器件：对静电放电敏感的器件． 6、接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地、船等． 7、中和：利用异性电荷使静电消失．
8、防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地． 二、静电的产生 1、摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电．材料的绝缘性越好，越容易摩擦生电．另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电． 2、感应：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负离子就会转移． 3、传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移． 三、静电对电子工业的影响 集成电路元器件的线路缩小，线路面积减小，耐压降低，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（StaticElectricField）和
静电放电(ESD)最常用的三种模型及其防护设计
ESD ：ESD 的相关种，下面介 1.HBM 该模型等效电路如 2.MM 机器模型与人体模于机器模型于人体模型 静Electrostat 关知识。为介绍最常用M ：Human 型表征人体如下图。图M ：Machine 模型的等效模型的差异型放电时没型。 电放电(tic Discharg 为了定量表征用的三种。 Body Mode 体带电接触器图中同时给出ES e Model ，机效电路与人体异较大，实际没有电阻，且 ES ESD)最常ge ，即是静征ESD 特性el ，人体模器件放电，出了器件 H SD 人体模型机器模型：体模型相似际上机器的且储电电容SD 机器模型常用的三静电放电，每性，一般将模型： Rb 为等效HBM 模型型等效电路 似，但等效的储电电容变容大于人体模 型等效电路三种模型每个从事硬ESD 转化成效人体电阻的ESD 等级路图及其ESD 电容(Cb)是变化较大，模式，同等路图及其 ESD 及其防护硬件设计和生成模型表达方1.5k Ω，Cb 级。 D 等级 200pF ，等但为了描述等电压对器件D 等级 护设计 生产的工程方式，ESD b 为等效人等效电阻为(述的统一， 件的损害，程师都必须掌的模型有很人体电容100(Rb) 0，机器取 200pF 机器模式远掌握很多0pF 。器模。由远大
3.CDM 半导体运输及存贮擦，就会使的器件通过 器件的一般给出的 通过器较大，某些会比较低。 ESD 防 ESD 防板防护设计还不能满足的ESD 直接 一般整计是在器件的。ESD 是压限制、电M ：Charged 体器件主要贮过程中，使管壳带电过管脚与地的ESD 等级的是HBM 器件的ESD 些管脚的E 。 防护是一项防护设计可计可以提高足要求时，接加载到器整机、单板件不能满足是电荷放电 电流限制、d Device Mo 要采用三种封由于管壳与电。器件本身地接触时，发ESD 级一般按以上和MM 。 D 数据可以了SD 电压会特项系统工程，可分为单板防高单板ESD 水需要进行应器件，所以加板、接口的接足ESD 环境要电，具有电压 高通滤波、odel ，充电封装型式(金与其它绝缘身作为电容发生对地放充电器件模上三种模型了解器件的特别低，一需要各个ESD 防护设计、水平，降低应用环境设加工环境的接触放电应要求的情况压高，持续 、带通滤波电器件模型：金属、陶瓷缘材料(如包容器的一个极放电引起器件模型等效电型测试，大部的ESD 特性一般来说，高个环节实施全D 防护设计系统防护设低系统设计难设计防护设计的ESD 防护应达到±2000况下，通过衰续时间短的特 波等方式实现： 瓷、塑料)。包装用的塑料极板而存贮件失效而建电路图及其部分ESD 敏感，但要注意高速端口，全面的控制计流程图 设计、加工难度和系统计。ESD 敏是至关重要0V(HBM)以衰减加到器特点，根据现。 它们在装配料袋、传 递贮电荷。CD 建立的，器件ESD 等级 感器件手册意，器件的每高阻输入端制。下图是一工环境设计和统组装的静敏感器件在装要的。 上的防护要器件上的ES 据这些特点，配、传递、递用的塑料DM 模型就是件带电模型上都有器件每个管脚的端口，模拟一个ESD 防和应用环境电防护要求装联和整机要求。器件D 能量达到，ESD 能量试验、测试料容器等)相互是基于已带型如下： 件的ESD 数据的ESD 特性差拟端口ESD 防护的流程图境防护设计求。当系统设机组装时，环件的ESD 防护到保护器件的量衰减可通过试、互磨带电据，差异电压图： ，单设计环境护设的目过电
静电放电防护程序_PE201F
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版次 Rev. A B C D
生效日期 Effective Date 2003-5-22 2004-6-18 2004-9-17 2005-06-29
ECN 编号 ECN No. D03002 D04011 D04030
修订者 Reviser -New Issue
说明 Description
陈国政 1. 8.6.2 及 8.7.2,标注量测电压 500V 2. 修改储物柜接地每月量测记录表(FE20106) 陈国政 全面修订
6200-05024 胡兆民 1.修 改 表 单:”手 环 每 日 测 试 记 录 表(FE20101) 改为” 静电环/鞋每日量测记录表” 2.废止表单:”静电放电鞋每日测试记录表” 3.修改 5.5.2 8600-05032 陈国政 修改 3.5 、 3.6 、 5.5.7 、 5.5.12 5.6.3 、 5.7.3 、 5.7.5 、 5.7.8 、 5.10.2 5.11.1 、 5.12 、 5.13.1 、 5.13.2 、 5.15.1 8.3 附录三 修改 5.4.6 修改 5.5.7
E
2005-07-15
F
2005-09-17
8600-05050
张雅
制订部门： Initial Dept.: 制订者： Initial by: 核准： Approved by:
品管处
文件名称：静电放电防护程序 Title：ESD Protection Procedure 文件编号： PE201 No.: 1 of 26
余昱延
罗济平
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ESD-20.20-2014静电放电防护培训总结
ESD-静电放电防护培训总结 本次ESD培训主要学习了ESD的国际标准介绍以及ESD标准技术和测试要求简介。初步了解了ESD国际标准S20.20的一些标准要求和程序编制的基本要求。 一、ESD基础知识 ESD是Electro Static Discharge的简称，也即静电放电。静电就是物体表面过剩或不足的相对静止电荷，它是电能的一种表现形式。静电是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，是通过电子转移而形成的。这些不平衡的电荷就产生一个静电场。静电放电（ESD），就是两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时，静电从一个物件突然流放到另一物件上，发生电荷转移的现象。 静电产生的来源和途径。静电的产生主要有以下几种方式：摩擦、接触（传导）、分离、感应、冲流、辐射、压电、温差、电解等常见途径。摩擦产生静电的材料序列为摩擦静电序列＋（正极）: 空气→人手→石棉→兔毛→玻璃→云母→人发→尼龙→羊毛→铅→丝绸→铝→纸→棉花→钢铁→木→琥珀→蜡→硬 橡胶→镍、铜→黄铜、银→金、铂→硫黄→人造丝→聚酯→赛璐珞→奥轮→聚氨酯→聚乙稀→聚丙稀→聚氯乙稀(PVC)→二氧化硅→聚四氟乙稀 : －（负极）摩擦起电的产生机理是：上述任意两种介质摩擦后前者带正电，后者带负电，且相距较远的两种介质通常比相距较近的两种介质所产生的摩擦电量大。由于摩擦材料不同，摩擦程度不同，材料表面均匀度不同，接触力，摩擦力，分离速度不同最终产生的电荷量也不同。感应起电的产生机理是：不带电的物体接近带点的物体时，由于静电场电力线的存在，而是不带电的物体在静电场的作用下，在接近带电体的一侧产生于带电体电荷异性的电荷。分离起电是相互密切结合的物体剥离时，而引起电荷分离，最终引起分离物体双方带异性电荷。而其中摩擦、接触分离、感应是最常见，而且对电子行业危害最大的静电产生途径。 产生静电量大小的主要因素有材料种类、接触面积、材料表面均匀性、表面粗糙情况、接触分离力的大小、分离速度、环境温湿度等。 生产现场的典型静电源及来源：油漆, 腊面, 塑胶和乙烯树脂，塑料，抛光木材工作表面；油漆, 腊面，塑料，抛光木材，毛毯，砖地板地面；玻璃纤维, 塑胶, 表面处理木料等材料椅子；操作人员的普通衣物, 头发, 鞋子, 手套等；塑胶袋, 气泡包装, 海绵, 盒子等包装；塑胶袋, 气泡包装, 海绵, 盒子，刷子等工具物品；显示器，电吹风或热吹风枪，复印机，打印机，电脑，喷雾清洗剂，压缩气气枪，水枪等设备工具。以及人体在地板地毯上的走动，物品的取放，以及没有接地措施的人体运动等也会产生静电。 静电的危害有1、ESA模式。即静电(力)吸附灰尘，降低元件绝缘电阻。2、ESD模式。静电放电破坏，造成电子元件损坏。3、EMI模式。静电放电产生电磁场幅度很大，频谱极宽，对电子元件产生干扰。静电放电的失效机理有热二次击穿，金属喷镀烧熔，介质击穿，气体电弧放电，表面击穿，体积击穿等。 静电放电模型。1、人体模型（HBM）。静电损伤最普遍的原因之一是通过从人体或带电材料到静电放电敏感（ESDS）器件之间的一系列有效电阻（1~1.5K Ω）发生静电电荷的直接转移。手指与ESDS器件或组件表面的简单接触就可使人体放电，可能造成器件损坏。用以模拟这类事件的模型就叫人体模型（HBM）。HBM模式是带电人体对电子元件的损害。2、机器模型（MM）。与HBM事件类似