? ? ? ? 靜電是我們身邊的不速之客，靜電放電(ESD,?electrostatic?discharge)?已經(jīng)成為電子工業(yè)的隱形殺手。一方面隨著納米技術(shù)的日益發(fā)展，集成電路的集成密度越來(lái)越高，相應(yīng)的耐靜電擊穿電壓(Vesd)也越來(lái)越低，另一方面，一些表面電阻率很高的高分子材料如塑料、橡膠制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的高速化,?使靜電能積累到很高的程度,具備了可怕的破壞性,僅美國(guó)電子工業(yè)每年因ESD造成的損失就達(dá)幾百億美元。ESD是電子工業(yè)中普遍存在的＂?硬病毒＂，在某個(gè)內(nèi)外因條件具備的時(shí)刻便會(huì)發(fā)作，針對(duì)這把高懸的達(dá)摩克利斯之劍，可以遵循以下四項(xiàng)原則，建立起有效的靜電控制程序。?

?

? ? ? ??把靜電控制體現(xiàn)到設(shè)計(jì)中?

??
? ? ? ??要做到更為有效的ESD控制，首先在器件和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分體現(xiàn)靜電防護(hù)的思想，在器件內(nèi)部設(shè)置靜電防護(hù)元件(ESD?Protection?Device)，盡量使用對(duì)靜電不敏感的器件以及對(duì)所使用的靜電放電敏感(ESDS,?ESD-sensitive)器件提供適當(dāng)?shù)妮斎氡Ｗo(hù)，使其更合理地避免ESD的傷害。?

? ? ? ??MOS工藝是集成電路制造的主導(dǎo)技術(shù),?以金屬－氧化物－半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管為基本構(gòu)造元件。由于MOS器件中場(chǎng)效應(yīng)管的柵、源極之間是一層亞微米級(jí)的絕緣柵氧化層，故其輸入阻抗通常大于1000M?，并且具有5pF左右的輸入電容，極易受到靜電的損害。因此，在MOS器件的輸入級(jí)中均設(shè)置了電阻-二極管防護(hù)網(wǎng)絡(luò)，串聯(lián)電阻能夠限制尖峰電流,?二極管則能限制瞬間的尖峰電壓。器件內(nèi)常見的防護(hù)元件還有：電容、雙極晶體管、可控硅整流器（SCR，見圖1）等,?ESD發(fā)生時(shí)，它們?cè)谑鼙Ｗo(hù)器件之前迅速作出反應(yīng)，將ESD的能量吸收、釋放，使被保護(hù)器件所受沖擊大為降低。正常情況下，防護(hù)元件在其一次崩潰(First?Breakdown)區(qū)內(nèi)工作，不會(huì)受到ESD損傷，一旦外加電壓或電流過(guò)量(Overstress)，進(jìn)入二次崩潰(Secondary?Breakdown)區(qū)的防護(hù)元件將受到不可逆轉(zhuǎn)的損害，失去對(duì)器件的保護(hù)作用。 ?

?

? ? ? ??目前許多廠家已經(jīng)研制出具有內(nèi)部保護(hù)電路的器件，一系列相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也已頒布執(zhí)行，如MAXIM公司研制的模擬開關(guān)MAX4551,具有?15kV的ESD保護(hù)功能，它們必須在正常工作、停機(jī)模式和斷電狀態(tài)下,依據(jù)IEC1340-3-1人體模型（見圖2）、IEC?1000-4-2空氣間隙放電、IEC?1000-4-4快速瞬變(FTB)放電等標(biāo)準(zhǔn)，接受多項(xiàng)模擬ESD測(cè)試，確保符合IEC1000－4－2?Level?4?的要求。?

?

? ? ? ??整機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可在ESDS器件最易受損的管腳處（例如Vcc和I/O管腳），根據(jù)被保護(hù)電路的電特性、可用的電路板空間決定加入抑制電路或隔離電路。以應(yīng)用很廣的瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）為例，當(dāng)受到外界瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，TVS以皮秒級(jí)的速度，將其瞬態(tài)電壓保護(hù)二極管兩極間的高阻抗變成低阻抗，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，被保護(hù)器件可免受ESD的損傷。TVS具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低（＜1?A）、箝位電壓易控制、體積小等優(yōu)點(diǎn)，可有效地抑制共模、差模干擾，是電子設(shè)備ESD保護(hù)的首選器件。?

?

? ? ? ??此外,生產(chǎn)環(huán)境的防靜電設(shè)計(jì)也是ESD控制的關(guān)鍵所在,設(shè)計(jì)的依據(jù)是電子器件絕緣膜耐靜電擊穿電壓(Vesd)、整機(jī)中敏感器件的Vesd以及生產(chǎn)設(shè)備的耐靜電性能。制造商必須定義和堅(jiān)持一個(gè)特殊的ESD控制級(jí)別，該級(jí)別由生產(chǎn)過(guò)程中最為敏感的元件所決定，生產(chǎn)環(huán)境必須保障該級(jí)別的安全性。當(dāng)不知道最敏感元件的級(jí)別時(shí)，制造商應(yīng)該執(zhí)行EIA-625?標(biāo)準(zhǔn)，它將ESD保護(hù)的工作區(qū)域定義為"安全區(qū)"，不包含可能產(chǎn)生高于200V的放電源。國(guó)際上已有多篇論文提出以二次崩潰電流做為靜電敏感級(jí)別的判定依據(jù)，能夠精確測(cè)量二次崩潰電流的傳輸線觸波發(fā)生器(TLPG)也已成為ESD防護(hù)研發(fā)中的重要工具。?
??

? ? ? ??堅(jiān)持預(yù)防為主，消除產(chǎn)生靜電的過(guò)程?

??
? ? ? ??顯然，設(shè)計(jì)不是完整的答案。逃避ESDS元件和產(chǎn)品是不現(xiàn)實(shí)的，但是在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中盡可能地減少產(chǎn)生靜電的工序和材料，可以在很大程度上消除靜電的產(chǎn)生與積累。?

? ? ? ??電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，視靜電如虎。由于靜電破壞于無(wú)形，故消除ESD危害要以預(yù)防為主，防患于未然。作業(yè)區(qū)中必須設(shè)置靜電保護(hù)區(qū)域(EPA,?electrostatic?protected?area)，IEC1340-5-1（1995）《電子器件防護(hù)規(guī)范一般要求》中，對(duì)EPA給出了一個(gè)形象的配置實(shí)例圖（見圖3），該模型一直被眾多的電子產(chǎn)品制造廠家所采用。它的核心是等電位搭接，即將圖中標(biāo)注的所有人員、材料、工作面連接在一起并電氣連接到公共地，防止不同物體之間產(chǎn)生電位差，因?yàn)镋SD不會(huì)發(fā)生在保持相同電勢(shì)或零電勢(shì)的材料之間，所以EPA環(huán)境中的ESDS器件或電路板，都可以免受ESD損害。?

? ? ? ??為抑制靜電的產(chǎn)生和積累，EPA區(qū)域內(nèi)應(yīng)盡量避免使用表面電阻率高的普通塑料、聚乙烯、苯乙烯制品，如化纖地毯、尼龍服、布質(zhì)儀器罩等，這些物品一經(jīng)磨擦就會(huì)產(chǎn)生靜電且不易釋放；要盡可能地減少塵埃，塵埃粒子通常附著電荷；操作者應(yīng)杜絕用手、服裝觸及電路板和各種IC引腳；清洗印刷電路板(PCB)時(shí)，只使用ESD認(rèn)可的自然毛刷和溶劑；在所有操作和檢查中盡可能地減少印刷電路裝置(PCA,?printed?circuit?assembly)的移動(dòng)，可能的話減少操作次數(shù)；器件應(yīng)存儲(chǔ)在完全閉合的屏蔽容器內(nèi)，或者引腳朝下放在耗散性接地墊子上；PCB或器件上跟蹤工作過(guò)程(WIP,?work?in?process)的標(biāo)簽也應(yīng)使用靜電耗散性標(biāo)簽。?

?

? ? ? ??敏感器件的物流也是一個(gè)不容疏忽的環(huán)節(jié)。在這個(gè)過(guò)程中，元器件不可避免地要與外包裝相摩擦產(chǎn)生靜電，而且暴露在外界電場(chǎng)中(如經(jīng)過(guò)高壓設(shè)備附近)的敏感器件也極易受到破壞，很可能在我們還沒(méi)有意識(shí)到的狀況下，敏感器件已經(jīng)受損，因此儲(chǔ)運(yùn)時(shí)應(yīng)采用耗散性或防靜電屏蔽包裝，不能用易產(chǎn)生靜電的尼龍及普通塑料制品，且只在準(zhǔn)備使用時(shí)才將ESD器件從包裝中取出來(lái)。靜電耗散材料?(?dissipative?materials?)提供了靜電的緩慢泄放通道，可以防止快速放電，常用于運(yùn)輸雙列直插式封裝的器件；防靜電包裝由導(dǎo)電的特殊塑料制成，當(dāng)器件在內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生靜電，可以防止元件引腳間出現(xiàn)較高的電勢(shì)差，適合運(yùn)輸帶引腳的器件；而屏蔽，是指用金屬物將敏感器件緊密包圍起來(lái)，形成"法拉第籠"(faraday?cage)，這樣既能抑制靜電的產(chǎn)生，又可防止外界電場(chǎng)對(duì)敏感器件放電，典型應(yīng)用如金屬化裝運(yùn)袋,它的內(nèi)層是聚酯薄膜(Mylar)，然后噴涂連續(xù)的鋁層,這種包裝適用于任何距離的裝運(yùn)，但封口處必須完全閉合。?
?

?

如果您對(duì)以上關(guān)于信息感興趣或有疑問(wèn)，請(qǐng)點(diǎn)擊聯(lián)系創(chuàng)選寶官方網(wǎng)站網(wǎng)頁(yè)右側(cè)的在線客服，或致電：400-606-9458，創(chuàng)選寶防靜電將您做熱情介紹和支持。

更多資訊請(qǐng)查詢：http://www.to3o8kobj.cn??版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。???編輯：創(chuàng)選寶C