ESD基本原理.pdf

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ESD原理 ESD：英文Electrical Static Discharge的缩写，中文解释为静电放电. ESD产生原理：具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移（Electro-Static-Discharge）．通常指在静电场的能量达到一定程度之后，击穿其间介质而进行放电的现象．电荷积累快速放电 3

ESD原理 ESD产生三要素: 缺少任何一个都构不成ESD问题。耦合途径干扰源敏感设备 4

ESD原理静电波形及参数 1. 影响ESD放电能量参数: 峰值电流上升时间变率按傅立叶转换(Fourier transform) 可知时间变率蕴含着频率成份: IEC 61000-4-2电流波形上升时间0.7ns , 频宽可达到 300MH以上如图: IEC 61000-4-2 之放电电流及频率响应频宽. 5

ESD原理 2: IEC 61000-4-2 放电电流上升时间. 3: IEC 61000-4-2 测试电压与环境条件放电测试电压 (kV) 2 4 6 8 IEC 61000 -4-2 Contact discharge Air discharge 峰值放电电流(A) 上升时间tr (ns) 7.5 12 25 30 0.7 - 1 0.7 - 1 0.7 - 1 0.7 - 1 Level Voltage kV Level Voltage kV 1 2 3 4 X ±2 ±4 ±6 ±8 Special 1 2 3 4 X ±2 ±4 ±8 ±15 Special 注 (1):X保留对产品各别指定的测试规格. (2):测试环境相对湿度须保持30%–60 %; 15℃–35℃ (3):样品至少须打200次以上的放电. 6

ESD静电放电的危害 1。静电在工业生产中造成的危害静电放电（ESD）造成的危害：产品失效（产品不可靠）客户抱怨 1、引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰．如：驱动电路程序被ESD打乱，出现花屏，白屏，声音不正常。 2、击穿集成电路和精密的电子元件，半导体元件或者促使元件老化，降低生产成品率． 3、高压静电放电造成电击，危及人身安全． 4、在易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾． 7

ESD静电放电的危害 ESD 对造成电子组件失效情况 (1) 硬件失效(Hard failure) ESD电弧电压(Spark voltage)窜入半导体内部使绝缘部位损坏.如在P-N接合点短路或开路,内部绝缘的氧化层贯穿(punch-through)-金属氧化处理部位产生熔蚀(melting)等, 这都是属于永久性失效. (如键盘, 或I/O界面的连接器)直接带入ESD突波电流损害电路. 要预防这种直接伤害。方法：并联一颗静电抑制器,串联一颗电阻或并联电容在这些电路上就可以限制流经IC的ESD电流. 8

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