ESD的含义

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  ESD的含义 ESD是代表英文Electro-Static Discharge 即“静电放电”的意思。ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减﹑静电放电模型﹑静电放电效应如电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）及和电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展﹑微电子技术的广泛应用及电磁环境的越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（EMI）及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。 静电的利与弊 我们知道，摩擦可以起电，摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的，它不能象电线中的电荷那样定向移动。所以，人们称之为静电荷，简称静电。 静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的相互作用。在飞机机体与空气﹑水气﹑灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电，会使纸页粘在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就连混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚，我们脱尼龙，毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，对人体基本无害。但在手术台上，静电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，导致工人死伤，矿井报废。谁能断言1997年12月29日挪威“伊斯特拉”号突然爆炸不是静电闯的祸？谁能肯定1990年震惊全国的哈尔滨亚麻厂车间爆炸不是静电火花引起的？ 总之，静电危害起因于静电力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说，防患于未燃，防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引入大地，避免静电积累。细心的乘客大概会发现，在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，飞机着陆时，为防止乘客下飞机时被电击，飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线，以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链，这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度，让电荷随时放出，也可以有效的消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验，就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂，则能很好的消除绝缘体内部的静电。 当然，任何事物都有两面性。对于静电，只要摸透了它的脾气，扬长避短，也能让它为人类服务。比如，静电印花﹑静电喷涂﹑静电植绒，静电除尘和静电分选技术等，已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水﹑喷洒农药﹑人工降雨﹑低温冷冻等许多方面大显身手，甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。 静电测量的主要参数 一﹑电荷量 静电的实质是存在剩余电荷。电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量。电位﹑电场﹑电流等有关的量都是由于电荷的存在或电荷的移动而产生的物理量。在科研所﹑高等院校﹑检测站和工矿企业等部门经常需要测量物体的电荷量或电荷密度。表示静电电荷的多少用电量Q表示，其单位是库仑C，由于库仑的单位太大，通常用微库或纳库： 1库仑＝1000000微库 1微库＝1000000纳库 在测量粉体带电及其荷质比，测量防静电服的性能时都要测量其带电电荷量。 二﹑静电电压 由于在很多场合测量静电电位较容易，另一个常用的静电参数是静电电位，其单位为伏，但由于静电电压通常很高，因此常用一个较大的单位――千伏（KV）。 测量静电电压的仪器通常分为接触式荷费接触式，对于测量有源带电体如静电发生器（高压电源）等的静电电压常用接触式。由于接触式仪器在与被测物体接触时会使带电物体的静电放电，而使电荷量减少或使带电物体的电容增加，这两个因素都将使物体的静电电位降低，因而测出的结果与物体真实带电情况相差较大，所以这在测量许多物体的静电电压时更常用的方法时用非接触式静电电压表，这种仪表在测量时不与被测物体有任何接触，因而对被测量物体的静电影响很小。 其它的一些物理量还有电场强度等。 电子元器件的静电解决办法 一﹑静电放电 静电放电（ESD）是大家熟知的电磁兼容问题，它可引起电子设备失灵或使其损坏。当半导体器件单独放置或装入电路模块时，即使没有加电，也可能造成这些器件的永久性损坏。对静电放电敏感的元件被称为静电放电敏感元件。 如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度，就会对元件造成损坏。这是MOS器件出现故障的最主要的原因。氧化层越薄，则元件对静电放电的敏感性也越大。故障通常表现为元件本身对电源有一定阻值的短路现象。对于双极性元件，损坏一般发生在薄氧化层隔开的已进行金属喷镀的有源半导体区域，因此会产生泄漏严重的路径。 另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点（1415℃）时所引起的。静电放电脉冲的能量可以产生局部地方发热，因此出现这种机理的故障。即使电压低于介质的击穿电压，也会发生这种故障。一个典型的例子是，NPN型三极管发射极与基极间的击穿会使电流增益急剧降低。 器件受到静电放电的影响后，也可能不立即出现功能性的损坏。这些受到潜在损坏的元件通常被称为“跛脚”，一旦加以使用，将会对以后发生的静电放电或传导性瞬态表现出更大的敏感性。 要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的损坏，这一点非常重要。人体有感觉的静电放电电压在3000－5000V之间，然而，元件发生损坏时的电压仅几百伏，甚至几十伏。 静电放电的危害效应是在二十世纪七十年代开始认识到的，这是由于新技术的发展导致元件对静电放电的损坏越来越敏感。静电放电造成的损失每年可达几百万美元以上。因此，许多大型的元件和设备制造厂引进专业技术以减少生产环境中的静电积累，从而使产品合格率和可靠性提高了许多。用户根据自己的经验也懂得了防治静电放电损害的重要性。 二、如何对付静电放电？ 控制静电积累的第一步是要弄清楚静电荷的产生机理。 静电电压是由不同种类的物质相互接触与分离而产生。尽管摩擦能够使电荷积累得更多，但是摩擦并不是必要的。这种效应即是大家熟知的摩擦起电，所产生的电压取决于相互摩擦的材料本身的特性。摩擦起电序列表列出了各类物质的带电难易程度。对于相互接触的两种物质，电子会从序列表较上的物质转向较下的物质，这样就会使两种物质分别带正负电荷。序列表中的物质离得越远，各自所带的电荷数量也越大。常见物质的摩擦起电序列如下表所示： 表1摩擦起电序列 ●人体     ●玻璃     ●云母     ●聚酰胺     ●毛织品     ●毛皮     ●丝绸     ●铝     ●纸     ●棉花     ●钢铁     ●木头     ●硬橡胶     ●聚酯薄膜     ●聚乙烯     ●聚氯乙稀     ●聚四氟乙烯（PVC）大多数是负极性的     电荷也可通过感应产生，这是带电体使其附近的另一物体上的电荷发生分离的结果 [s:9]  [s:10]  [s:11]

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