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电子元器件基础知识

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静电的工业标准和破坏的机理  

2016-04-12 10:49:17|  分类: ESD静电保护器 |  标签: |举报 |字号 订阅

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静电 (ESD静电保护)的研究由来已久,但是从来没有像现在这样受到工业界的重视,主要的原因是现在的电子设备越来越小型化、通讯设备传输工作电压越来越低和 通信频率的越来越高。特别是随着集成电路集成度增加,静电也越来越显示出它的危害性。静电的发生是随时随处的,从静电保护器敏感设备的生产、装配、运输到 应用的每一个环节,都有可能遭受静电的破坏。


专 家估计,ESD的对工业产品的破坏占到总数的8~33%,每年大约有几十亿美元的损失1,我国通讯行业每年由静电危害造成的损失高达几亿元人民币2.所破 坏的产品从一个简单的二极管到上百美元的设备。美国的半导体协会在1993年对半导体产品损坏的一个原因调查,调查的结果显示,ESD静电保护元件是半导 体产品损坏的头号杀手。其中接触放电测试方法是静电放电测试中的首选,只有在接触放电有问题时,才考虑空气放电。之所以规定不同的放电等级,是考虑在不同 的静电放电情况,比如在半导体和IC的保护中,2KV的放电标准是经常被引用的。


在 实际的IC设计中,要考虑ESD静电保护放电的防护问题,其中一种方法是IC内自己做了防护,一般是1KV或者2KV的静电防护标准,但是这样会占用宝贵 的IC空间,所以就有了第二种静电防护方法,即芯片外防护,芯片外防护的另一个重要的原因就是实际的静电等级远大于2KV,在一些汽车标准中,可能达到 25KV的静电放电等级。

   

静电放电对设备的破坏形式有两种, 一种是所谓的灾难性破坏(Catastrophic Failure),这种破坏对设备的表现为不能正常工作,或者某些节点的击穿等,一般这种破坏的设备或器件能很容易检测出来。还有一种破坏叫做潜在的破坏 (Latent Defect),这种破坏一般表现为静电能量较小,不足以使设备立即失效,仅仅表现为工作不稳定等,或者干脆就没有外在的特异表现。但是这种破坏却最危 险,轻则缩短设备的使用寿命,重则对以后的系统甚至人身产生危害,同时一般因为问题表现不明显,给检测带来了困难,更糟糕的是维修人员一般把这种问题归咎 为材料不良或者设计缺陷等其它原因,对问题的解决抱有侥幸心理,直到灾难的发生。所以使用ESD静电保护元件是唯一一个正确保护电路的途径。

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