《ESD基础知识》课件

ESD基础知识静电放电(ESD)是一个重要的主题。静电放电的发生会导致电子设备损坏。静电放电会对设备的可靠性和性能造成负面影响。ESD概述静电放电静电放电(ESD)是静电积聚后突然释放的一种现象，会导致电子元器件损坏。敏感器件ESD对电子元器件，尤其是静电敏感器件(ESDS)造成损害，影响产品性能和可靠性。ESD防护防静电措施可以减少ESD造成的危害，提高产品质量和可靠性，降低生产成本。ESD的历史1早期发现静电现象早在上古时期就被发现，但其本质一直未被揭示。古希腊人发现琥珀摩擦后能吸引轻小物体的现象，这被称为“静电现象”。2现代研究18世纪，人们开始对静电现象进行深入研究，建立了电学基本理论，并发明了各种静电测量仪器。3电子行业发展随着电子技术的飞速发展，静电对电子器件的危害逐渐显现，ESD的概念和研究应运而生。ESD与电子行业电子产品电子产品，尤其是半导体器件，对静电非常敏感。静电放电会损害这些器件，导致故障或失效。生产过程电子产品生产过程中，从元器件的制造到组装、测试和包装，各个环节都需要严格控制静电。成本ESD造成的产品故障会给企业带来巨大经济损失，包括产品报废、返修成本、客户投诉等。安全ESD还可能导致安全事故，例如火灾、爆炸等。ESD基本原理静电的产生当两种不同材料相互摩擦时，电子会从一个物体转移到另一个物体，从而产生静电荷。静电场静电荷周围会形成静电场，静电场具有能量，可以对其他物体产生作用力。静电放电当静电荷积累到一定程度时，会通过空气或其他介质发生放电，释放能量。静电的产生1摩擦起电当两个不同的材料相互摩擦时，电子会从一个物体转移到另一个物体，从而导致一个物体带正电，另一个物体带负电。2接触起电当两种不同的材料相互接触时，电子会从电负性较高的材料转移到电负性较低的材料，从而导致一个物体带正电，另一个物体带负电。3感应起电当一个带电物体靠近一个不带电的物体时，会使不带电的物体表面发生电荷重新分布，从而使不带电的物体带电。静电的特点无形无色静电是一种看不见摸不着的电荷积累，肉眼无法直接观察，需要借助仪器进行测量。静电荷以库仑为单位，可以积累在物体表面，造成电位差，产生静电放电现象。易于产生在日常生活中，各种材料的摩擦、分离、接触等现象都能产生静电。例如，摩擦产生的静电是常见的现象，特别是干燥的冬天，人们更容易产生静电。静电的单位1静电荷用库仑(C)表示1静电场强用伏特每米(V/m)表示1静电势用伏特(V)表示1静电能用焦耳(J)表示静电的测量1电场测量使用电场计测量静电产生的电场强度。2电荷测量使用静电计测量物体表面积累的静电电荷量。3电压测量使用高阻抗电压表测量静电产生的电压。静电测量是ESD防护的重要环节，通过测量可以了解静电的强度和分布，从而制定合理的防护措施。静电的检测静电计静电计可以测量物体表面的电位。示波器示波器可用于测量静电放电的电压和波形。静电场探测仪静电场探测仪可以识别静电场的分布和强度。ESD敏感器件什么是ESD敏感器件ESD敏感器件指的是那些容易受到静电放电影响而损坏的电子元器件。这些器件通常具有较高的敏感度，容易受到静电放电的破坏，从而导致性能下降、功能故障甚至永久性损坏。ESD敏感器件的种类常见的ESD敏感器件包括集成电路（IC）、微处理器、存储器芯片、晶体管、二极管、电容、电阻等。这些器件在电子产品中扮演着重要角色，其性能直接影响着产品的可靠性。ESD敏感器件的危害静电放电会导致ESD敏感器件出现各种故障，例如：数据丢失、程序错误、功能失效、器件损坏等。这些故障会导致电子产品性能下降、使用寿命缩短、甚至无法正常工作。ESD敏感器件的分类器件类型根据器件的类型，可以分为集成电路(IC)、半导体器件、传感器、显示器等，每种器件对静电的敏感程度有所不同。电气参数根据器件的静电敏感度，可以分为高敏感器件、中等敏感器件和低敏感器件，敏感度越高，器件越容易受到静电损坏。封装类型器件的封装方式也会影响其静电敏感度，例如，表面贴装器件(SMD)通常比通孔器件更容易受到静电损坏。制造工艺器件的制造工艺也会影响其静电敏感度，例如，使用更先进制造工艺的器件可能更易受到静电损坏。ESD敏感器件的特点高集成度微型化，精密结构，容易受到静电的破坏。低电压阈值静电放电产生的电压足以损坏其内部电路。高灵敏度即使微小的静电放电也会导致其功能故障。ESD危害的成因1静电积累当两个不同材料的物体相互摩擦时，就会产生静电积累。2静电放电当静电积累到一定程度时，就会发生静电放电现象，释放大量的能量，导致器件损坏。3敏感器件电子器件对静电放电非常敏感，静电放电会造成器件内部的电气短路或击穿。4环境因素干燥的环境更容易产生静电，因为空气中的湿度低，静电不容易被导走。ESD危害的表现器件损坏静电放电会烧毁器件，导致器件无法正常工作。电路板损坏静电放电会造成电路板短路，导致电路板无法正常工作。数据丢失静电放电会造成存储器数据丢失，导致数据损坏或无法读取。设备故障静电放电会造成设备无法正常运行，甚至导致设备报废。ESD防护的重要性提高产品良率减少静电对电子元器件的损害，提高产品的稳定性和可靠性。降低生产成本减少因静电引起的报废率，降低生产成本，提高生产效率。保障人身安全避免人体受到静电冲击，保障员工的安全健康。ESD防护的基本原理消除静电ESD防护的基本原理是通过消除静电荷来防止静电放电。静电荷的消除可以采用多种方法，例如接地、静电消除器等。阻断静电另一种重要的原理是阻断静电的传播路径。通过使用防静电材料、防静电服和防静电工作台等，可以有效地阻断静电荷的流动，从而防止ESD的发生。控制静电控制静电的产生和积累也是ESD防护的重要手段。例如，使用防静电喷雾剂可以降低空气中的湿度，减少静电的产生。ESD防护的基础知识人体静电人体是静电的主要来源之一。当人与地面摩擦时，人体会积累静电。人体静电的电压可以达到几千伏甚至上万伏。静电放电路径静电放电路径是指静电从带电物体释放到其他物体或地面的路径。静电放电路径越短，放电的强度越大。ESD防护的措施11.个人防护包括防静电服、防静电手套、防静电鞋等，可以有效防止人体带静电。22.工作环境防护包括防静电工作台、防静电地板、防静电喷雾剂等，可以降低工作环境的静电积累。33.器件防护包括防静电包装、防静电运输，可以防止器件在运输和储存过程中产生静电。44.静电消除采用静电消除器、离子风机等消除静电，可以快速消除静电。接地系统的作用消除静电积累接地系统提供一条低阻抗路径，将电子设备中的静电荷引导到大地，防止静电积累并引起电击或器件损坏。保护设备接地系统可以将设备的外壳与大地连接，防止设备因静电感应而产生高电压，保护操作人员和设备安全。改善电气性能接地系统可以降低电气噪声，提高设备的工作稳定性，减少误动作和干扰。接地系统的要求低阻抗接地系统应具有低阻抗，以确保静电能够快速泄放到地面。可靠性接地系统应可靠，能够经受住各种环境条件的考验，确保其长期有效地工作。安全性接地系统应确保操作人员的安全，避免因静电放电而造成人身伤害。防静电服及工具防静电服是ESD防护的关键部分，主要用于降低人体静电荷积累，降低人体产生的静电放电风险。常见防静电服包括防静电工作服、防静电鞋、防静电手套等，并需定期检查和更换。防静电工具用于在操作敏感器件时，防止静电放电造成器件损坏，常见防静电工具包括防静电镊子、防静电螺丝刀等。防静电工作台防静电工作台是电子制造行业中重要的设备之一，用于保护敏感电子元器件免受静电放电的危害。防静电工作台通常由防静电材料制成，如防静电板材、防静电涂层等，并配备接地装置，可以有效降低工作台表面的静电电压。防静电工作台的表面一般采用防静电材料，如防静电橡胶、防静电PVC等，这些材料可以有效地防止静电的积累。防静电地板防静电地板是专门用于防静电工作场所的一种地板。它的主要作用是将静电快速有效地导入到地面，从而消除静电荷积累，保护精密电子设备免受静电损坏。防静电地板通常由以下材料制成：导电基材、防静电层、耐磨层等。其中，导电基材能够将静电荷导入到地面，防静电层可以有效地降低地板表面的静电荷积累，耐磨层可以提高地板的耐磨性能。防静电喷雾剂防静电喷雾剂是一种常用的ESD防护措施，可以有效降低物体表面电荷积聚，减少静电放电。喷雾剂通常含有抗静电剂，可以吸附空气中的水分，增加物体表面的导电性，降低静电电压。使用防静电喷雾剂时，应注意喷洒均匀，避免过度喷洒，以免影响设备性能。静电消除器静电消除器是消除静电的重要工具，它利用高压电场或离子风将静电荷中和，达到消除静电的目的。静电消除器广泛应用于电子制造、印刷、包装等行业，有效防止静电带来的危害，保障生产安全和产品质量。静电监测仪器静电监测仪器用于测量和监控静电电荷。常用的静电监测仪器包括静电计、静电场强度计和静电电压计等。静电计可以测量物体表面的静电电荷量，静电场强度计可以测量静电场的强度，静电电压计可以测量静电电压。这些仪器能够帮助我们了解静电荷的分布和变化，以便及时采取措施防止静电放电。静电测量的方法静电计静电计是一种用于测量静电电荷的仪器。静电计通常用于测量表面电荷，如金属表面或绝缘体表面。电场计电场计是一种用于测量电场的仪器。电场计通常用于测量周围环境的电场强度，如电气设备周围的电场强度。静电电压计静电电压计是一种用于测量静电电压的仪器。静电电压计通常用于测量电子设备或组件上的静电电压，如芯片上的静电电压。ESD检测的重要性确保产品质量ESD检测能有效识别潜在的静电问题，从而降低产品因静电损坏的风险。降低生产成本及时发现和解决静电问题能有效降低生产过程中的产品报废率，节约成本。提升产品可靠性通过有效的