ESD靜電釋放介紹

ESD的意思是“靜電釋放“的意思，它是英文：Electro-Staticdischarge的縮寫，即“靜電放電“ESD是本世紀(jì)中期以來形成的以爭論靜電的產(chǎn)生國際上習(xí)慣將用于靜電防護(hù)的器材統(tǒng)稱為“ESD“，中文名稱為靜電阻抗器。一.ESD學(xué)問介紹低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)。上萬伏的靜電。靜電在多個(gè)領(lǐng)域造成嚴(yán)峻危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。生產(chǎn)過程中靜電防護(hù)的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，屏蔽與接地。人體靜電防護(hù)系統(tǒng)主要有防靜電手腕帶，腳腕帶，工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄露，中和與屏蔽等功能。的失敗。靜電的危害：靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在350007000伏，對于一些敏感儀器來講，這個(gè)電壓可能會是致命的危害。靜電防護(hù)技術(shù)，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領(lǐng)域的靜電危害，尋求削減靜電造成的損失近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越簡潔，靜電放電的電磁場效應(yīng)如電磁干擾〔EMI〕及電磁兼容性〔EMC〕問題，已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過程的高速化,使得靜電能積存到很高的程度,另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用,如輕質(zhì)油品,火藥,固態(tài)電子器件等,工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)峻的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間1967729日，美國Forrestal航空母艦上A47200萬美元的損失，并損傷了1341969年底在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)荷20萬噸超級油輪洗艙時(shí)產(chǎn)生的靜電引起相繼發(fā)生爆炸。30多起因靜電造成了嚴(yán)峻火災(zāi)爆炸事故。很多工業(yè)興盛國家都建立了靜電爭論機(jī)構(gòu)，我國從60年月末開頭開展了一些靜電爭論工作，80年月開頭以來,我國的靜電爭論進(jìn)展極為快速1981年成立了中國物理學(xué)會靜電專業(yè)委員會并召開了第一次全國靜電學(xué)術(shù)會議,全國性的和各地方的靜電學(xué)術(shù)會議不斷召開，靜電爭論和應(yīng)用的范圍也越來越廣,科研隊(duì)伍不斷壯大。二.ESD？D失去電平衡而變成帶負(fù)電或正電，正電荷或負(fù)電荷在材料外表上積存就會使物體帶上靜電。電荷積存通常因材料相互接觸分別而產(chǎn)生，也可由摩擦引起，稱為摩擦起電。為止。電介質(zhì)被擊穿后，靜電電荷會很快得到平衡，這種電荷的快速中和就稱為靜電放電。由于在很小的電阻上快速泄放電壓，泄放電流會很大，可能超過20安培，假設(shè)這種放電通過集成電路或其他靜電敏感元件進(jìn)展路造成嚴(yán)峻損害。(HBM)、機(jī)器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)以及電場對器件的影響等。對于自動裝配設(shè)備而言，主要考慮后三種損壞模型(模式)，我們在下面分別進(jìn)展?fàn)幷摗C(jī)器模型/電荷，這些電荷將在工藝過程中通過器件泄放。設(shè)備部件通過器件放電就稱為機(jī)器模型/模式。帶電器件模型/模式假設(shè)一個(gè)器件因某種緣由累積了電荷并與一個(gè)帶電少的外表相接用帶電器件模型表示。電場影響電場感應(yīng)會在IC重放電或中和。在ESD把握中使用了具有不同電阻特性的材料，這些材料用在自動裝配設(shè)備中可以獲得抱負(fù)的效果。描述材料電阻特性通常用外表電阻率或體電阻率。三.常見概念及應(yīng)用外表電阻率簡潔地說外表電阻率就是同一外表上兩電極之間所測得的電阻值，將電極外形和電阻值結(jié)合在一起通過計(jì)算可得到單位面積的電阻值單位面積電阻值的測量儀。體電阻率體電阻率是通過材料厚度的電阻值，單位是Ω·cm。導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料指外表電阻率和體電阻率分別小于106Ω106Ω·cm的材料。耗散材料耗散材料指外表電阻率和體電阻率分別小于1012Ω1012Ω·cm的材料。防靜電材料“防靜電“指的是能夠抑制電荷累積，可以在材料制造過程中添加或者局部參與某種物質(zhì)得到這種特性。防靜電材料無需用外表或體電阻率表示。導(dǎo)電添加劑和薄膜假設(shè)由于本錢或者其他設(shè)計(jì)上的緣由只能使用塑料材料或復(fù)合材料同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性。在樹脂中參與纖維可以使之獲得導(dǎo)電性或耗散性并增加強(qiáng)度電性或者承受了外表電鍍工藝1是一些常見的導(dǎo)電添加劑。傳送帶傳送帶用來輸送元件、PCB和其他器件，材料一般為塑料、纖維制品或橡膠。1～106Ω106～109Ω時(shí)，只要傳送帶通過轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會帶電?？赡軙瑒?或者器件保持不動而傳送帶連續(xù)在動)，這時(shí)就會形成摩擦生電，傳送帶假設(shè)接PC板仍帶有電荷而會造成危害。導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌用來供給通道或者使器件放于一個(gè)固定的位置或保持106Ω電性材料(106Ω)。四.ESD靜電保護(hù)總則:概述隨著多媒體應(yīng)用在每個(gè)人的日常生活中扮演的角色日益增長集成度--總的趨勢卻是導(dǎo)致敏感而昂貴的芯片,由于存在外部接口的ESD浪涌而遭到損壞的風(fēng)險(xiǎn)也在增長。為了抵消這種風(fēng)險(xiǎn)，Philips供給了一系列寬范圍的完整分立產(chǎn)品，致力于保護(hù)、消退I/O端口。PhilipsESDCE設(shè)備都是必需的：IEC61000-4-2level4，8kV〔接觸放電〕15kV〔非接觸放電。USB開發(fā)者論壇的關(guān)鍵成員，PhilipsUSB接口的濾波和消退器件，范圍從主板到筆記本。USB1.1-端口保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域：MP3播放器、PDA、數(shù)碼相機(jī)通用串行總線〔USB〕是一種支持熱插拔和可移動的系統(tǒng)，因此對靜電特別敏感。PhilipsESPESD保護(hù)USB1.1PDAMP3播放器和數(shù)碼相機(jī)。IP4058CX8/LF重要特性??線路終端。??EMI濾波。??8kVI/OESD保護(hù)。??8kVESDID管腳保護(hù)。PESD5V0L2UM重要特性??15kVI/OESD保護(hù)。??5nA。??16pF。??SMD封裝。USB2.0-OTG保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域：打印機(jī)，數(shù)碼相機(jī)USB2.0接口由一對差分?jǐn)?shù)字信號構(gòu)成，數(shù)據(jù)傳輸率最高到達(dá)480Mbps，普遍運(yùn)用于連PCPhilipsUSB運(yùn)用中供給了一系列ESD保護(hù)器件。IP4059CX6/LF重要特性??8kVI/OESD保護(hù)。??15kV接觸ESDID管腳保護(hù)。??很小的面積。USB2.0-單端口保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域：打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本480Mbps，USB2.0接口為了避開信號失真而需要配備具有超ESDPhilipsESD保護(hù)系列器件格外適合于USB應(yīng)用，包括打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和筆記本。PRTR5V0U2X重要特性??8kVI/OESD保護(hù)。??1.0pF。PRTR5V0U2AX重要特性??12kVI/OESD保護(hù)。??1.8pF。USB2.0-雙端口保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域：筆記本，PC主板USB2.0設(shè)備時(shí)，為了使干撓帶來的風(fēng)險(xiǎn)最小化，推舉使用最低電容的ESD1pF，PhilipsPRTR5V0U4DIEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)。PRTR5V0U4D重要特性??12kVESD保護(hù)。??1.0pF。RGB/VGA接口應(yīng)用領(lǐng)域：圖形卡，筆記本，PC主板，監(jiān)視器VGA接口廣泛用于圖形卡，筆記本，PC主板和監(jiān)視器之間的模擬視頻信號的連接，當(dāng)需要高級別的ESD保護(hù)時(shí)，Philips同樣有完整的終端和線路電阻，解決電磁干擾〔上拉電阻可選〕IP4273CZ16ESD器件IP4274CZ16，不帶上拉電阻，允許不同阻值的上拉電阻從而應(yīng)用于一些特別的設(shè)計(jì)場合。IP4273CZ16重要特性??8kVESD保護(hù)。??5pF的線路電容。??線路終端。??上拉電阻〔可選。??EMI濾波。??75歐電阻。IP4274CZ16重要特性??8kVESD保護(hù)。??5pF的線路電容。??線路終端。??EMI濾波。??75歐電阻。IP4272CZ16重要特性??8kVESD保護(hù)。??5pF的線路電容。??線路終端。??EMI濾波。??RGB輸入輸出獨(dú)立。??75歐電阻。DVI/HDMI接口應(yīng)用領(lǐng)域：液晶電視，監(jiān)視器，DVDDVIHDMI接口已常用于數(shù)字視頻與音頻和顯示平板的連接。由于高頻信號〔最高1.6GHz〕的處理要求這些數(shù)據(jù)線配置極低的線路電容。Philips1pF的線路電容保護(hù)器件。性能連續(xù)維持8kVIEC61000－4－2標(biāo)準(zhǔn)。PRTR5V0U8SPRTR5V0U4D重要特性??8kVESD保護(hù)。??4、6、8軌到軌通道。??1pF的電容。IEEE1284接口應(yīng)用領(lǐng)域：并行打印端口〔Es供給了多種DSMD418ESD保護(hù)。與離散的二極管相比，這種ESD的箝位性能更加優(yōu)良。IEEE1284ESD芯片重要特性??15kVESD保護(hù)。??5nA。??16pF。獨(dú)立的音頻/視頻接口應(yīng)用領(lǐng)域：筆記本，PC主板，聲音和圖像卡外部接口開放的音頻信號線需要ESD保護(hù)去驅(qū)動音頻芯片。Philips供給了一款小巧的4ESD保護(hù)器件，以較低的綜合本錢給消費(fèi)者最大的利益。PRTR5V0U4D重要特性??8kVESD保護(hù)。??1pF的電容。PRTR5V0L4UW重要特性??15kVESD保護(hù)。??16pF。??SOT665SMD封裝。S-視頻/音頻接口應(yīng)用領(lǐng)域：筆記本，PC主板，聲音和圖像卡外部接口開放的音頻信號線需要ESD保護(hù)去驅(qū)動音頻芯片。Philips供給了一款小巧的4ESD保護(hù)器件，以較低的綜合本錢給用戶最大的利益。PRTR5V0U4D重要特性??8kVESD保護(hù)。??1pF的電容。PESD5V0L5UW重要特性??15kVESD保護(hù)。??16pF。??SOT666SMD封裝。SCART接口應(yīng)用領(lǐng)域：錄像機(jī)，機(jī)頂盒，DVD刻錄機(jī)SCART接口在電視機(jī)到錄像機(jī)，機(jī)頂盒，DVD錄像機(jī)和人造衛(wèi)星接收器的連接中得到了廣泛的應(yīng)用。由于這些應(yīng)用中使用了敏感的IC器件，ESD保護(hù)顯得格外重要。尤其是視頻和音頻信號線。PRTR5V0U8SPRTR5V0U4D重要特性??8kVESD保護(hù)。??4、6、8軌到軌通道。??1pF的電容。PESD5V0L7BASPESD5V0L5UW重要特性??15kVESD保護(hù)。??58ESD保護(hù)二極管組。??16pF。IEEE1394應(yīng)用領(lǐng)域：筆記本，數(shù)字便攜式攝像機(jī)IP4224CZ6TPATPB數(shù)據(jù)通道的靜電放電的最正確方法。而且每一個(gè)器件內(nèi)集55W的終端電阻，從而到達(dá)極好的性能匹配。一個(gè)典型的應(yīng)用如下所示：IP4224CZ6重要特性??TPATPB之間。??不需添加過壓保護(hù)。LVDS應(yīng)用領(lǐng)域：液晶面板，打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)集線器LVDS數(shù)據(jù)線連接廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)信號傳輸，例如，在商用打印機(jī)或者LCD面板與ESDIC數(shù)據(jù)線，軌到軌保護(hù)器件完全適用。PRTR5V0U4D重要特性??8kVESD保護(hù)。??1pF。高速接口應(yīng)用領(lǐng)域：局域網(wǎng)，G比特以太網(wǎng)Philips軌到軌家族被用來同時(shí)解決兩個(gè)高速接口的問題，超低的線路電容和高要ESD保護(hù)。ESD器件重要特性??8kVESD保護(hù)。??2、4、6、8軌到軌通道。??1.0pF。五.ESD與一般電壓保護(hù)的壓敏電阻的區(qū)分現(xiàn)在照舊有很多電子工程師對靜電的產(chǎn)生及防護(hù)了解不夠，往往把靜電阻抗器〔ESD〕和用于一般電壓保護(hù)的壓敏電阻〔EMD〕混為一談。下面就簡潔介紹一下壓敏電阻。器與被保護(hù)電器設(shè)備或元器件并聯(lián)即可到達(dá)保護(hù)設(shè)備的目的中引起測量數(shù)據(jù)誤差，同時(shí)，特別是在額定電壓高的電路中，會造成猛烈發(fā)熱。〔最低都在100μf以上３０ｋＨｚ以下的衰減可以無視不計(jì)USB端口與計(jì)算機(jī)連接的大多數(shù)碼產(chǎn)品來說，5pf時(shí)，往往會引起數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)或失敗。電子消費(fèi)類、數(shù)碼產(chǎn)品中特地的靜電阻抗器〔靜電保護(hù)元件V，極間電容有〈2.5pf的，響應(yīng)速度小于1ns，極低的漏電流，封裝主要為06030402。工作原理是：在電器正常工作過程中，ESD只是表現(xiàn)為容值極低的(一般〈5pf)容抗特性，不會對正常的電器特性產(chǎn)生影響,且不會影響到電子產(chǎn)品的信號及數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)器件兩端的過電壓到達(dá)預(yù)定的崩潰電壓時(shí)，快速〔納秒級〕做出反響，以幾何級數(shù)的量放大極間漏電流通過，從而到達(dá)吸取、減弱靜電對電路特性的干擾和影響。同時(shí)，由于ESD靜電阻抗器的構(gòu)成材質(zhì)的特別性，ESD往往都是通過對靜電進(jìn)展吸取和耗散，亦即表現(xiàn)為一個(gè)充放電的過程，來到達(dá)對設(shè)備進(jìn)展靜電防護(hù)，所以設(shè)備中的ESD靜電阻抗器都不易老化損壞。由于國外進(jìn)口電子產(chǎn)品