电子设备静电防护设计要求.ppt

2000/3/28 EMC交流内容 电子设备静电防护设计 国际认证介绍和产品安全性设计要求 电子通讯设备雷击浪涌保护设计指南 电子设备静电防护设计要求 质企中心可靠性部 2002年6月 静 电 人体静电电位 人体静电电位 人体静电电位 静电电位 静电放电的定义 静电放电的特点 静电放电是高电位、强电场、瞬时大电流的过程。 静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲（EMP）。 静电放电的类型 电晕放电 电晕放电一种高电位、小电流、空气被局部电离的放电过程。 刷形放电 刷形放电是一种发生在导体与带电绝缘体之间，放电通道呈分散的树叉形形状的放电过程。 火花放电 火花放电是一个瞬变的过程，放电时两放电体之间的空气被击穿，形成“快如闪电”的火花通道，静电能量瞬时集中释放。 静电放电的类型 静电放电模型一 人体模型（HBM） 静电放电模型二 场增强模型(人体--金属模型） 静电放电模型三 家具模型 静电放电模型四 带电器件模型（CDM） 静电放电模型五 场感应模型 静电放电的危害 几个实例 静电放电的危害 几个实例 静电放电的危害 几个实例 静电放电的危害 几个实例 静电放电的危害效应 力学效应 热效应 强电场效应 电磁辐射效应 静电放电的危害一 力学效应 半导体器件生产：静电尘埃吸附在芯片上，使IC的成品率下降。 纺织业：静电力造成乱纱、挂条、粘合纠结等，影响产品质量与生产效率。 印刷业和塑料薄膜包装生产：静电力影响正常的纸张分离、叠放、塑料膜不能正常包装和印花，影响生产的自动化。 静电放电的危害二 热效应 静电火花放电或刷形放电瞬间的大电流可以使空气电离、击穿、发光、发热，形成局部的高温热源。 军工业及化工业：引起爆炸事故。 微电子技术领域：ESD的静电能量可以使硅片微区熔化，电流集中处使铝互连局部区域发生球化，甚至烧毁PN结和金属互连线，形成破坏性的热电击穿，导致电路损坏失效。 静电放电的危害三 强电场效应 静电荷在物体上积累往往使物体对地具有很高的电位，在附近产生很强的电场。 很强的静电场会导致MOS场效应器件的栅氧化层被击穿，使器件失效。 很强的静电场可以使多层布线电路间介质击穿或金属化导线间介质击穿，造成电路失效。 很强的静电场可以造成电子器件的潜在性损伤，影响产品的可靠性。 静电放电的危害四 电磁辐射效应 火花放电和刷形放电都是静电能量比较大的ESD过程，其峰值电流可达几百安培，可以形成电磁脉冲串，对微电子系统造成强电磁干扰和浪涌效应。 电磁干扰引起电路错误翻转或致命失效。 静电放电对电子设备的危害方式和机理 ESD放电时缝隙的影响 静电放电对电子设备的危害方式和机理 ESD放电时缝隙的影响 静电放电对电子设备的危害方式和机理 ESD放电时不良接地的影响 一些器件的静电敏感电压值 对静电敏感度的分级 一级 二级 三级 0 ～ 2KV 2KV ～ 4KV 4KV ～ 16KV ESD敏感器件分类和敏感电压范围一 ESD敏感器件分类和敏感电压范围二 ESD敏感器件分类和敏感电压范围三 ESD敏感器件的失效机理 ESD敏感器件的失效机理 关于 ESD 的标准 IEC61000-4-2 / EN61000-4-2 / GB/T17626 .2 静电放电抗扰性试验 静电放电发生器简图 静电放电抗扰性试验 试验等级（严酷度等级） 静电放电抗扰性试验 静电放电电流的典型波形 静电放电抗扰性试验 静电放电电流波形参数 静电放电电抗扰性试验 试验环境条件 静电放电抗扰性试验 试验的实施 静电放电抗扰性试验 试验结果判定 ESD防护设计要求 总原则 设备的ESD防护设计要求 机箱金属之间要实现良好搭接。搭接处要采用面接触，避免点接触。搭接的直流电阻不大于2.5mΩ，整体搭接结构中任意两导电点间的直流电阻不大于25mΩ。相互搭接的金属之间的电化学位差不大于0.6V。 设备的ESD防护设计要求 人员接触的键盘、控制面板、手动控制器、钥匙锁等金属部件，应直接通过机架接地。如果不能接地，则其与电路走线和工作地的绝缘距离至少应满足以下要求：空气间隙5mm，爬电距离6mm。 设备的ESD防护设计要求 机架式设备一般采用复合式接地，工作地、电源地、保护地与机架在内部要良好隔离，在机架接地螺栓处汇接或在外部接地汇集线上汇接，形成良好的静电泄放通路。 设备的ESD防护设计要求 小型低速(频率小于10MHz)设备可以采用工作地浮地(或工作地单点接金属外壳)、金属外壳单点接大地，使静电通过机壳泄放到地而对内部电路无影响。 设备的ESD防护设计要求