深圳市德莱检测技术有限公司(简称:德莱检测,英文缩写DL)是一家从事电子电器产品、消费产品和工业用品检测认证的第三方检测认证机构 。DL为电源、家电、灯具、消费产品检测认证服务。
DL具有丰富的认证经验,提供CE、KC、FCC、CB、GS、TUV、SASO、SONCAP、SAA、UL和CCC等一站式认证代理服务。
DL自成立以来,秉承“积极,耐心、,”的企业服务理念得到许多客户和合作机构的支持,帮助客户一次申请获得多国的认证证书和报告。
那么,如何防止静电放电损伤呢?首先当然改变坏境从源头减少静电(比如减少摩擦、少穿羊毛类毛衣、控制空气温湿度等),当然这不是我们今天讨论的重 点。我们今天要讨论的时候如何在电路里面涉及保护电路,当外界有静电的时候我们的电子元器件或系统能够自我保护避免被静电损坏(其实就是安装一个避雷 针)。这也是很多IC设计和制造业者的头号难题,很多公司有设计ESD的团队,今天 从基本的理论讲起逐步讲解ESD保护的原理及注意点, 你会发现前面讲的PN结/二极管、三极管、MOS管、snap-back全都用上了。。。
ESD静电放电模型:
(1)HBM 人体放电模型(Human-Body Model, HBM)
人体模型(Human Body Model - HBM),HMB是ESD模型中建立早和主要的模型之一。
HBM是传统的测试模式,定义在工业标准 (MIL-STD-883x)中。人体上带电,特别在干燥的冬天,常会接触如门把手时便会有被电到的感觉。这是人体活动的结果,静电荷积聚在人体上,当我们去接触芯片时,人体上的静电就经由IC的pin脚进入芯片内部,然后经由IC放电到地。(不只在接触PIN时才会发生,因为封装IC的表面就存在静电荷,接触包装表面也会发生。)放电过程在瞬间发生,大概几纳秒内将IC组件烧毁。
(2)MM 机器放电模型 (Machine Model, MM)
机器放电模式,也就是将人体换成了机器设备,主体部分的改变,使得测试模式的改变。在这情况下,指静电电荷积累在机器设备上,当接触到IC进对芯片放电,并因此毁坏了电路。机器放电模式,工业标准EIAJ-IC-121 method20。MM测试电路与HBM相似,数值改变如,电容值为200pf,充电电压500V,充电电阻100Mohms,放电部分加>500nH电感(电感量与电流无关,感抗XL=2πfL,f为频率)。因为绝大部分机器是金属的,等效电阻较小,导致瞬时放电电流巨大(几安培)。机器模型因在日本得到广泛应用,也叫日本模型。与家具模型不同的是它主要由200pf电容串非常低的电阻(<10Ω)代替通常串联的电阻构成。机器模型的典型代表如带电绝缘的机器人手臂、车辆、绝缘导体等。机器模型放电的波形与预料的家具模型波形相似,不同的是带电电容较大。典型的机器模型对小电阻(<10Ω)放电的波形, 峰值电流可达几百安培,持续时间(决定于放电通路的电感)为几百纳。
(3)CDM 组件充电模式 (Charged-Device Model, CDM)
这种模式下,电荷积聚在IC本身,可能是因为与PIN摩擦,或者是接触到其他物体的静电电荷,使本身带电。再通过直接接地或间接接地进行放电,而形成的一种放电现象。此类现象的模拟十分困难,是因为导致放电的组件差异所造成的。这种现象表明IC可能在生产过程中受损,比如IC在传输过程中带电,在安装到电路板上时接地而损坏。有时也可能在测试过程中受到损坏。CDM等效电路因情况的不同而多种多样。因为封装很小,所以电容和电感值都很小,大约5pf和10nH。CDM的放电时间很短,电流能在1ns时间内冲到15安培的高峰,因此这种现象更*对IC造成损伤。CDM与HBM没有相互关连性,成功的CDM测试不能预示器件用HBM会发生什么情况!
(4)其它FIM/IEC/E- 电磁场感应模式 (Field-Induced Model, FIM)
此类模式与CDM相似,只是IC带电方式不同。这种模式是IC在电场环境中,因感应而使本身带电,放电模式与CDM类拟。这种模式工业标准(JESD22-C101),详情请阅读相关标准。
ESD损坏可能具有累加效应,因此,如果器件反复操作不当,结果可能导致故障。在试验插座上插入和移除IC时、评估期间存储器件时以及在实验板上添加或移除外部元件时,均须遵循适当的ESD预防措施。同样,如果器件在原型系统开发期间发生故障,其原因可能是不断反复的ESD应力。
ESD会对电路产生无法挽回的损害,因此在电路中添加ESD保护器件是能够起到有效预防的一个办法。
说明
IEC61340-5-1:2007标准是ESD S20.20:2007之外的另一个新的防静电国际认证标准,IEC61340-5-1:2007标准是对通过ESD S20.20:2007标准更新, 欧洲和日本企业会更倾向于IEC61340-5-1标准的认证,对ESDS20.20:2007标准认证的客户,其静电防护体系也可以按IEC61340-5-1:2007标准方便地进行转换。ESD 适用的行业包括电子电气,IT 和通讯以及汽车等。
1.静电防护要求高的企业,如生产晶片,磁头的企业。
2.跨国公司的下属企业或者供应商,如 IBM,INTEL 等。
3.承接 OEM、ODM 的 EMS 企业
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