电磁兼容课件-杨宁

1、电气设备与瞬态干扰源：静电放电姓名：杨宁学号：154612170目录一、电磁干扰源的简单分类三、静电是如何产生的四、摩擦起电产生静电的大小的相关因素二、几个定义五、感应起电产生静电及其特点六、静电的危害七、ESD损害的特点八、可能产生ESD损害的制造过程九、静电放电的三种模式十、ESD防护的目的、原则及原理十一、几个简单的ESD控制技术十二、静电放电失效十三、静电测量仪器的选用自然骚扰源依照干扰的来源人为骚扰源一、电磁干扰源的简单分类大气干扰宇宙干扰沉积静电干扰热噪声功能性骚扰源非功能性骚扰源电磁干扰源电磁干扰源敏感设备干扰耦合途径辐射耦合传导耦合二、几个定义1、静电：就是静止不动的电荷，一般

2、存在于 物体的表面。2、静电敏感器件（SSD）：对静电放电敏感的器件。 3、静电放电（ESD）:当两种介电常数不同的材料发生接触，特别是发生相互摩擦时，两者之间会发生电荷的转移，而使各自成为带有不同电荷的物体。当电荷积累到一定程度时，就会产生高电压，此时带电物体与其他物体接近时就会产生电晕放电或火花放电，形成静电骚扰。 4、过电应力（EOS）:广义指元器件承受的电流或电压应力超过其允许的最大范围。你应该知道的小知识：EOS与ESD的区别1、静电放电（ESD）与过电应力（EOS）的关系：从概念上严格来说ESD是属于EOS的范畴。2、两者区别：ESD的特点是电压高（可达上千伏甚至上万伏）、周期短（

3、几百纳秒）、能量低（MJ）以及上升快（几到几十纳秒）；EOS的特点是电压较低、时间较长、能量较大，对器件造成的损伤一般都有明显的痕迹，有金属化熔断、材料表面颜色或形态发生变化等现象，且损伤面积较大。3、静电是如何产生的1、接触分离起电（本质）2、摩擦起电（摩擦实质上是一种接触分离造成正负电荷不平衡的过程）3、流动空气也会产生静电4、不接触也能起电感应起电在电子元器件行业相关的产生静电的方式主要归纳为两种形式： 摩擦产生静电和感应产生静电。四、摩擦起电产生静电的大小的相关因素1、摩擦物体本身的材料性质（如固体起电、粉体起电、液体起电、气体起电、太空起电等）；2、环境的湿度；3、摩擦的面积；4、分

4、离速度；5、接触压力；6、表面洁净度等。你应该知道的小知识：影响静电产生和大小的因素1、人体产生的静电电压大概是：几千伏到几万伏；2、各种器件的静电电压大概是：几百伏到几千伏甚至更低；3、电子生产中产生的静电势的典型值（单位：V）如下图：五、感应起电产生静电及其特点1、导体靠近带电体会感应静电；2、感应起电发生于带电物体和导体之间，两种 物体无需直接接触即会感应静电；3、非导体不能通过感应产生静电。六、静电的危害1、吸尘（ESA）：静电吸附灰尘，降低 元器件的绝缘电阻，缩短寿命。；2、静电放电（ESD）：损坏元器件、损伤元器件 （潜在损坏）、辐射电磁场、着火爆炸、人体电击；3、发光发声；4、产

5、生臭氧。七、ESD损害的特点1、隐蔽性；2、潜在性和累积性；3、随机性；4、复杂性；注：潜在性和累积性对电子元器件的危害 最为严重。八、可能产生ESD损害的制造过程元器件从生产到使用的整体过程中都能受静电损伤，按各个阶段可分为：元器件制造过程印制电路板生产 过程产品制造过程产品使用过程产品维修过程九、静电放电的三种模式1、HBM模型：带电人体的放电模式又称人体静电放电模式；2、MM模式：带电机器的放电模式，机器摩擦或感应也会带 电，通过电子元器件放电会造成损伤；3、CDM模式：充电器件的放电模式，就是在元器件装配、 传递、试验、测试、运输和存储的过程中会带静电，一旦 元器件引脚接地时壳体将通过

6、芯片和引出脚对地放电。十、ESD防护的目的、原则及原理1、ESD防护的根本目的：（在电气设备的制造和使用过程中） a、通过各种防护手段，防止因静电放电效应而产生或可能 产生的各种危害，或将这种危害限制在最小程度。 b、确保元器件、组件和设备的设计性能及使用性能不因静 电作用受到伤害。2、ESD防护的基本原则 基本原则可概括为“一个中心、两个方面”即以等电位为中心，从控制静电的产生和控制静电的消失两方面进行。a、控制静电的产生 对可能产生静电的地方要防止静电的聚集； 控制工艺过程和工艺过程中材料的选择。b、控制静电的消散 对已存在的电荷积聚，快速而安全地将静电泄放和中和。两者共同作用的结果就有可

7、能使静电电平不超过安全限度，达到静电防护的目的。 3、ESD控制原理a、在操作等过程中控制静电，使其不能达到危害的程度（包括 所有工作人员、工具、设备与环境等），即控制静电的产生 以及控制静电放电。（源头与途径控制）b、设计人员在设计中尽量提高元器件、组件（PCB）以及整机 的抗静电能力。（敏感设备控制）十一、几个简单的ESD控制技术1、人员接地和设备接地 原则：人员和设备安全。a、人员接地要求 坐下操作时必须带腕带，其电阻需35106欧姆； 站立操作时，地板-鞋系统电阻需35106欧姆。b、设备要求 所有设备必须接地，且电阻1欧姆； 共同点必须接地，且电阻1欧姆； 等电位连接，且电阻1109

8、欧姆.2、建立防静电保护区（EPA） 要根据实际情况确定保护区域的大小，达到控制成本与控制效果的最佳状态。 对于保护区域内的所有物体都有其绝缘要求。3、绝缘体的静电消除 对于非导体，使用离子风消电器中和静电； 对于易起静电的材料使用静电消除器； 在静电保护区域的绝缘体放置时应与静电放电敏感物体至少保持十二英寸的距离。4、防静电包装 主要目的是防止静电放电发生在静电放电敏感设备上，即及时将电荷通过外表面消散。包括低带电包装袋、包装材料、消电包装材料、静电屏蔽、导电性分流器等。5、电子元器件抗ESD设计技术 a、旁路释放保护电路：其作用是将静电电荷通过该保护电路释放掉，避免对功能元器件的损伤。 b

9、、限压/限流保护电路：其作用是减缓静电的放电速度，使放电电压/电流小一些。6、电子设备抗ESD保护基本方法 a、介质隔离技术； b、屏蔽技术； c、电气隔离技术； d、使用ESD泄放电路； e、外接ESD保护器件； f、合理的PCB板布局布线。7、抗ESD电磁脉冲干扰的设计规则（主要） a、减小环路 电流通过感应进入环路，这些环路是封闭的，具有变化的磁通量，而电流的大小与环路的面积成正比，因此若要减小环路电流，需减小环路面积。 b、控制电路连线长度 较长的信号线可能会成为接收ESD脉冲能量的天线； 尽量将互连的器件放在相邻位置，以减少互连的印制线长度。十二、静电放电失效静电放电失效，即由于静电放电引起电子元器件的失效，可分为两种模式：1、突发性失效（10%）：指元器件受到静电放电损伤后，突然完全丧失其规定的功能，主要表现为开路、短路或参数严重漂移。2、潜在性失效（90%）：是指静电放电能量较低，仅在元器件内部造成损伤，放电后器件电参数仍然合格或略有变化。（难以检测、影响使用寿命、静电损伤具有积累性）静电放电失效原因：1、过电压场致失效一般发生于MOS器件中。2、过电流热致失效多发生于双极器件。解决办法：静电防护。十三、