ESD的产生原理及防护措施ppt课件.ppt

1、ESD的发生原理和预防，1，ESD的发生原因一些常见的ESD模型ESD的危害ESD的防护ESD防护数据老虎钳的配置ESD和EOS的区别ESD数据类型的比较，主要内容，2，ESD:Electrostatic Discharge，即静电放电。 静电是客观存在的自然现象，是电能，存在于物体表面，是正负电荷局部失衡时产生的现象。 静电现象是电荷产生和消失过程中出现的现象的总称。 静电的产生方式有接触、摩擦、电器间的感应等各种方式。 静电的特征是长时间蓄积、高电压、低功率、大电流和作用时间短(ns级)。 为什么会产生静电呢？ 每种物质都是原子的组合，原子的基本结构是质子、中子和电子。 科学家们把质子定义

2、为正电，中子不带电，电子带负电。 正常情况下，一个原子的质子数与电子数相同，正负电平衡，显示出外部不带电的现象。 但电子绕原子核转动，受到外力时偏离轨道，离开原来的原子a侵入其他原子b，a原子因电子数不足而带有正电现象，正络离子，b原子因电子数增加而呈现负电现象，称为阴络离子。 由于摩擦和动能、资金头寸能、热能、化学能等各种能量的作用，产生了原子正负的电不平衡。 人体自身的运动和与其他物体的接触、分离、摩擦和感应等因素，能够产生数千伏到数万伏的静电。 例如，在化学纤维地毯上走道儿的人有约35KV的静电，翻开塑料说明书就会产生7KV的静电。 ESD的产生原因，3，ESD的产生原因，4，人体放电模

3、型(HBM )机械放电模型(Machine Model，MM )元件充电模型(charged )一些常见的ESD模型，5，人体放电模型(charged ) 由于其他要素在人体上积蓄静电，当该人接触到IC时，人体的静电经由IC的pin脚进入IC内部，经由IC内部向地放电。 在放电过程中，在数百ns的时间内产生数安培的瞬时放电电流，该电流可能会烧毁IC内的元件。 常见的ESD模型人体放电模型(HBM )，6，常见的ESD模型人体放电模型(HBM )，7， 常见的ESD模型人体放电模型工业标准MIL-STD-883C method 3015.7中的HBM的等效电路图，其中将人体的等效电容定义为100

4、pF，将人体的等效放电电阻定义为1.5kohm，8，机械放电模型的ESD在机械自身也蓄积静电， 当该机器接触IC时，静电经由IC的机器放电的放电过程时间更短，在数十ns的时间内会产生数安培的瞬间放电电流。一些常见的ESD模型机械放电模型(MM )、工业标准EIAJ-IC-121 method 20中MM的等效电路图，其中机械的等效电容定义为200pF，机械的等效放电电阻定义为0ohm，9、 一些常见的人体放电模型2kV和机械放电模型200V的放电电流比较图，10，一些常见的ESD模型机械放电模型(MM )，11，元件充电模型是IC本身首先通过摩擦或其他因素在IC内部积累静电，但在静电积累过程中

5、在处理该IC的过程中，当IC的pin脚接触地面时，IC内部的静电会经由IC内部的pin脚流出，引起放电现象。 该模式的放电时间短至数ns左右，放电现象更难以真实模拟。 因为IC内部积蓄的静电会根据IC内部的等效电容而变化。、常见的ESD模型结构零配件充电模型(CDM )、12、常见的ESD模型结构零配件充电模型(CDM )、两种常见的CDM的CDM )、CDM测试标准、14、 常见的ESD模型零配件充电模型(CDM )、HBM 2kV、MM 200V、CDM 1kV三种模型的放电电流比较图、CDM传送带等因素导致IC通过电场时，其相对极性的电荷是IC的pin脚吗该静电进一步在CDM放电模型的状

6、况下放电。 一些常见的ESD模型电场感应模型(Field-Induced Model，FIM )，16，ESD (静电放电)对电子产品的破坏和损伤分为突发损伤和潜在损伤两种。 意外损坏意味着脱老虎钳严重损坏，功能丧失。 由于这种损伤通常可以在生产中的质量检查中发现，给工厂带来的主要是返工异丙苯维护的成本。 所谓潜在损伤，是指去老虎钳部分受损，功能不丧失，在生产过程的检查中不能发现，但在使用中产品会变得不稳定、变好、变坏，给产品品质带来更大的危害。 在两个这些个损伤中，潜在失效占90%，突发性失效仅占10%。 也就是说，90%的静电损伤无法检测，仅在到达用户手中时才被发现。 例如，大哥大的屏幕、

7、通用相机、电脑音箱、电话听筒、耳机插孔、牛鼻子板、MIC、USB接口、音量牛鼻子、T-Flash卡、客户识别模块等可以是ESD的入口点。 经常出现在大哥大中的恐慌、自动关机、声音质量差、噪声大、信号时时差好、按钮错误等问题多与静电损伤有关。 因此，静电放电被认为是电子产品品质最大的潜在杀手，静电保护也成为电子产品质量控制的重要内容。 国内外布兰德在使用大哥大时的稳定性差异也基本反映了静电保护和产品防静电设施修订的差异。ESD的危害、17、基本方法1、接地、接地是通过一条线的连接将静电引入大地，这是静电防护中最直接最有效的。 导体的一般接地方法有防静电手腕和被照面接地等。 2 .静电贴、静电传感

8、器在储藏或运输中暴露于带静电的区域，可以采用静电贴的方法减弱外部静电对电子部件的影响。 最常用的方法是保护静电贴袋。 3、络离子中和，绝缘体容易产生静电，去除绝缘体静电，接地方法无效，通常采用络离子中和，即在工作环境中使用离子风机、络离子枪的方法。 电路设定修正中需要留心的点1 )选择去老虎钳时必须身份验证ESD电平2 )在io互联通讯端口上ESD防护数据老虎钳(ESD防护数据老虎钳能够有效地抑制ESD放电引起的直接电荷注入)3)emi防护(在PCB设定修正中克服放电电流引起的电磁干扰作用效果更重要)，ESD的防护- - 温度控制尽可能降低温度(包括周围温度和物体接触温度)。 尘埃控制是防止附

9、着(吸附)带电的重要措施。 地板、桌椅的面团儿和桌垫由防静电材料制成，请正确接地。 对静电敏感的产品的运输、保管和包装必须采取静电保护措施。 喷射、流动、输送、卷取和分离的速度应加以控制，液体、粉体等材料的输送管道应使用弛豫器。 (2)防止人体带电的作业人员应佩戴防静电手腕带，防静电服、鞋、围巾、椅子应佩戴防静电罩。(一端接触人体，另一端连接避雷线)，ESD的防护工厂操作防护，19，常用的ESD防护数据老虎钳： IO通讯端口二极管阵列，ESD的防护常用数据老虎钳，20，ESD防护数据老虎钳的一般连接方式，ESD中VF1为D1的正向导通电压，22， 常用的ESD保护数据老虎钳：电源或接口保护数据

10、老虎钳TVS，23，常用的ESD保护数据老虎钳：电源或接口保护数据老虎钳TVS，24，在PCB接线时，通过遵循一些简单的规则可以最小化这些个的寄生现象自电感量：1)。 2 )将ESD去老虎钳尽可能靠近接口，确保印刷电路上的布线从ESD保护二极管阵列的Vp和Vn到Vcc和地面之间的布线尽可能短、宽度宽。 理想地，Vp和Vn直接经由多个通讯端口连接到Vcc和地。 3 )在VP和地面之间连接高频旁路电容器，用最短的走线使自己的电感量最小。 1 )留心VC (箝位电压)以使其不超过被保护电路的容许限电压。 选择Vrwm (维持电压-此阶段TVS不导通的状态)为电路的正常动作电压以上，不要低于受保护的解

11、老虎钳或线路的正常动作电压。 3)VBR不能低于电路的最大允许工作电压。 4)Cd是ESD/TVS老虎钳的读取寄生现象容量，通讯率越高，线路上使用的ESD保护老虎钳的接合容量越低。 5 )最大峰值脉冲功率(PN=VCIPP ) :决定电路内的干扰作用脉冲状况，利用干扰作用脉冲的波形、脉冲持续时间，决定能够有效地抑制其干扰作用的TVS峰值脉冲功率。ESD防护老虎钳的配置和选择、25、ESD与EOS的区别、EOS: Electrical Over Stress是指所有过剩的电气压力，超过其最大规定界限时，会减弱或损坏数据老虎钳功能。 ESD : electricalstaticdischarge静

12、电放电，从一个物体移动到另一个物体。26、ESD和EOS的差异、27、瞬态电压抑制器(TVS )、咖啡师、玻璃陶瓷混合双打的GcDiode静电抑制器和聚合物是近年来发展的一些专用ESD保护元件。 其中前三个元件均采用电压钳方式保护，带导电粒子的聚合物采用三叶草保护策略。 咖啡师、玻璃陶瓷混合双打的GcDiode静电抑制器和聚合物支持双向保护，而TVS支持单向式或双向保护。 传统的咖啡师在成本上有一定的优点，但是太大而无法满足手持设备的封装要求，这是最大的问题。 实际上，与咖啡师相比，硅基材料的TVS具有更高的钳位性能、更低的泄漏和更长的寿命。 高分子聚合物和TVS在多重应力下也能够维持强性能，

13、咖啡师的性能随着使用次数的增加而降低。 TVS技术利用半导体的钳位原理，在受到瞬时高电压时会立即释放能量，但由于咖啡师采用物理吸收原理，因此在每次经过ESD事件时材料都会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的泄漏路径。 “TVS技术的原理就像传统的太极拳，不是直接对抗，而是简单地释放能量”。 这样做的好处是，解老虎钳没有损坏，寿命几乎没有限制。 从现场展示的TVS和咖啡师钳制电压曲线来看，TVS解老虎钳可在极短的时间内将输入的较大电压钳制在5至6伏特，但咖啡师的曲线非常慢，从而无法达到TVS解老虎钳的效果。 这意味着TVS去老虎钳在系统响应时间和钳位性能两方面优于咖啡师。、ESD老虎钳类型比较、28、ESD数据类型比较、29、ESD老虎钳类型比较、双向消弧保护脱老虎钳(黑)和单向式钳位保护脱老虎钳(红)的I-V曲线、ESD保