電子元器件的防靜電損壞措施

1、電子元器件的防靜電損壞措施電子元器件的防靜電損壞措施１靜電放電靜電放電（ESD）是大家熟知的電磁兼容問題，它可引起電子設(shè)備失靈或使其損壞。當半導體器件單獨放置或裝入電路模塊時，即使沒有加電，也可能造成這些器件的永久性損壞。對靜電放電敏感的元件被稱為靜電放電敏感元件（ESDS）。如果一個元件的兩個針腳或更多針腳之間的電壓超過元件介質(zhì)的擊穿強度，就會對元件造成損壞。這是MOS器件出現(xiàn)故障最主要的原因。氧化層越薄，則元件對靜電放電的敏感性也越

2、大。故障通常表現(xiàn)為元件本身對電源有一定阻值的短路現(xiàn)象。對于雙極性元件，損壞一般發(fā)生在薄氧化層隔開的已進行金屬噴鍍的有源半導體區(qū)域，因此會產(chǎn)生泄漏嚴重的路徑。另一種故障是由于節(jié)點的溫度超過半導體硅的熔點（1415℃）時所引起的。靜電放電脈沖的能量可以產(chǎn)生局部地方發(fā)熱，因此出現(xiàn)這種機理的故障。即使電壓低于介質(zhì)的擊穿電壓，也會發(fā)生這種故障。一個典型的例子是，NPN型三極管發(fā)射極與基極間的擊穿會使電流增益急劇降低。器件受到靜電放電的影響后，也可

3、能不立即出現(xiàn)功能性的損壞。這些受到潛在損壞的元件通常被稱為“跛腳”，一旦加以使用，將會對以后發(fā)生的靜電放電或傳導性瞬態(tài)表現(xiàn)出更大的敏感性。要密切注意元件在不易察覺的放電電壓下發(fā)生的損壞，這一點非常重要。人體有感覺的靜電放電電壓在3000—5000V之間，然而，元件發(fā)生損壞時的電壓僅幾百伏。靜電放電的危害效應是在二十世紀七十年代開始認識到的，這是由于新技術(shù)的發(fā)展導致元件對靜電放電的損壞越來越敏感。靜電放電造成的損失每年可達到幾百萬美元以上

4、。因此，許多大型的元件和設(shè)備制造廠引進專業(yè)技術(shù)以減小生產(chǎn)環(huán)境中的靜電積累，從而使產(chǎn)品合格率和可靠性提高了許多。用戶根據(jù)自己的經(jīng)驗也懂得了防治靜電放電損害的重要性。２如何對付靜電放電？控制靜電積累的第一步是要弄清楚靜電荷的產(chǎn)生機理。靜電電壓是由不同種類的物質(zhì)相互接觸與分離而產(chǎn)生。盡管摩擦能夠使電荷積累得更多，但是摩擦并不是必要的。這種效應即是大家熟知的摩擦起電，所產(chǎn)生的電壓取決于相互摩擦的材料本身的特性。磨擦起電序列表列出了各類物質(zhì)的帶電

5、難易程度。對于相互接觸的兩種物質(zhì)，電子會從序列表較上的物質(zhì)轉(zhuǎn)向較下的物質(zhì)，這樣就會使兩種物質(zhì)分別帶正負電荷。序列表中的物質(zhì)離得越遠，各自所帶的電荷數(shù)量也越大。常見物質(zhì)的磨擦起電序列如表1所示。表1摩擦起電序列●人體●玻璃●云母●聚酰胺●毛織品●毛皮●絲綢●鋁●紙●棉花＋表２靜電放電保護區(qū)A1接地輪A2接地滑片A3接地面B1腕套測試器B2腳跟接地測試器B3腳跟接地底腳板C1腕套和腕套繩C2接地線C3靜電放電接地設(shè)施C4地C5接地搭接點C6

6、大地接地點C7手套C8腳趾和腳跟帶箍D1電離劑E1工作面F1腿和座套已接地的轉(zhuǎn)椅G1人體接地地板H1工作服H2工作帽I1具有接地面的擱板I2接地機架J1靜電放電保護區(qū)標志典型的靜電放電保護區(qū)如圖1所示，此圖摘自EN1000151，其中許多是新近的。該圖給出了各種可能的措施，但并沒有必要全部使用這些措施，這主要由特定的環(huán)境決定。所采用的其本原理就是等電位搭接，即將所有表面連接在一起，防止不同物體之間產(chǎn)生電位差。工作面[E1]是靜電損耗性的

7、，通過靜電放電的接地設(shè)施[C3]連接到地[C4]。工作站的操作人員通過導電腕[C1]上的導線和地電位點相連，然而，對于活動頻繁的人員，最好是通過腳跟和腳趾帶箍[C8]與靜電損耗地板[G1]相通（即接地）。腕套的接地導線在接地點[C5]處進行端接。操作人員所穿的破舊工作服[H1、H2]也應是靜電損耗性的，并在靠近靜電放電敏感元件附近遮住工作人員自己的衣服，所有破舊的手套也應是導電材料的。轉(zhuǎn)椅[F1]不應視為操作人員接地的基本方法，但值得注

8、意的是，轉(zhuǎn)椅上必須鋪一層抗靜電的材料，使座套、靠背和扶手均有與地相通的路徑。元件應存放在帶有接地面的擱板[I1]上，或者是接地的機架[I2]上。這些東西與工作臺都應通過接地導線[C2]與靜電放電的地面相接。當用手推車裝運元件或子配件時，其表面導電性能應與工作面和導電機架的導電性能相似。如果接地輪[A1]導電性良好，且與手推車車架電氣連接，那么不再需要使用接地滑片了。如果EPA的地板沒有接地，那么當手推車停下來裝卸東西時，則應將其接地點[

9、C6]與大地接地點[C5]相連。在操作人員的正常工作期間，對所采用的這些措施的效果應該用靜電伏特計測量其靜電勢和靜電場來評估。在保護區(qū)內(nèi)和進出口處，應使用標志[J1]來提醒他們注意。應對腕套及其接地導線用導通測試儀定期進行檢測。導電輪和腳趾帶箍也應作類似的檢測[B2，B3]。５安全性EPA內(nèi)一般有加電的工具和設(shè)備。在這種環(huán)境中，將單個物件或設(shè)備直接連接到地是很危險的。正是由于此原因，腕套接地導線、轉(zhuǎn)輪及腳趾帶箍的連接處均要串入一只不低于