工業(yè)平板電腦靜電接觸放電與空氣放電測(cè)試方式

一、術(shù)語(yǔ)及定義

1、靜電：物體表面過?；虿蛔愕撵o止的電荷．

2、靜電場(chǎng)：靜電在其周圍形成的電場(chǎng)．

3、靜電放電：兩個(gè)具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移．靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電．

4、靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓．

5、靜電敏感器件：對(duì)靜電放電敏感的器件．

6、接地：電氣連接到能供給或接受大量電荷的物體，如大地、船等．

7、中和：利用異性電荷使靜電消失．

8、防靜電工作區(qū)：配備各種防靜電設(shè)備和器材，能限制靜電電位，具有明確的區(qū)域界限和專門標(biāo)記的適于從事靜電防護(hù)操作的工作場(chǎng)地． 

二、靜電的產(chǎn)生

1、摩擦：在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的最普通方法，就是摩擦生電．材料的絕緣性越好，越容易摩擦生電．另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電．

2、感應(yīng)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如將其置于一電場(chǎng)中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移．

3、傳導(dǎo)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移．

三、靜電對(duì)電子工業(yè)的影響

集成電路元器件的線路縮小，線路面積減小，耐壓降低，使得器件耐靜電沖擊能力的減弱，靜電電場(chǎng)（Static Electric Field）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手．同時(shí)大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機(jī)會(huì)大增．日常生活中如走動(dòng)、空氣流動(dòng)、搬運(yùn)等都能產(chǎn)生靜電．人們一般認(rèn)為只有CMOS類的晶片才對(duì)靜電敏感，實(shí)際上，集成度高的元器件電路都很敏感．

A、靜電對(duì)電子元件的影響：

1） 靜電吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響產(chǎn)品的功能與壽命．

2） 因電場(chǎng)或電流破壞元件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞).

3）因瞬間的電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱，使元件受傷，雖能工作，但壽命受損．

B、靜電損傷的特點(diǎn)：

1、隱蔽性——人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電；但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺，這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2-3KV．

2、潛伏性——有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對(duì)靜電的敏感性，已產(chǎn)生的問題并無任何方法可治愈．

3、隨機(jī)性——電子元件什么情況下會(huì)遭受到靜電破壞呢？可以這么說，從一個(gè)元件生產(chǎn)后一直到它損壞以前所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性．由于靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的，極難預(yù)測(cè)和防護(hù)．

4、復(fù)雜性——靜電放電損傷元件工作，因電子產(chǎn)品的精細(xì)，微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較復(fù)雜的技術(shù)往往需要使用掃描電鏡等精密儀器，即使如此有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效，這是對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因．

5、嚴(yán)重性——ESD問題表面上看來只影響了制成品的用家，但實(shí)際上亦影響了各層次的制造商，如：保用費(fèi)、維修及公司的聲譽(yù)等等．

6、靜電在工業(yè)生產(chǎn)中造成的危害 靜電的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的，其造成的危害主要可歸結(jié)為以下兩種機(jī)理：

直接放電：直接對(duì)DUT實(shí)施放電的試驗(yàn)方法。間接放電：對(duì)DUT附近的耦合板實(shí)施放電，一般用來模擬人體對(duì)DUT附近的物體進(jìn)行放電。接觸放電：在發(fā)生放電之前，將ESD發(fā)生器的放電電極尖端保持與DUT接觸，通過觸發(fā)發(fā)生器內(nèi)部的放電開關(guān)對(duì)DUT進(jìn)行放電；接觸放電的金屬電極頂端為尖狀。

空氣放電：將發(fā)生器的電極充電到試驗(yàn)電壓，然后以規(guī)定的速度接近DUT，當(dāng)發(fā)生器的放電尖端足夠接近DUT時(shí)，放電尖端和試驗(yàn)點(diǎn)之間的電介質(zhì)材料被擊穿，通過電弧進(jìn)行放電；空氣放電的金屬電極頂端為圓形。

DUT的狀態(tài)DUT存在帶電與不帶電兩種狀態(tài)；帶電狀態(tài)模擬DUT在工作時(shí)出現(xiàn)的ESD場(chǎng)景；而不帶電狀態(tài)模擬DUT在生產(chǎn)過程或維修過程中出現(xiàn)的ESD場(chǎng)景。一般的RC阻容網(wǎng)絡(luò)選取規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，使用2KΩ電阻，模擬人體直接通過皮膚放電；而使用330Ω電阻，模擬人體通過金屬部分（例如鑰匙）放電。DUT安裝在車輛上容易接觸的位置時(shí)，電容選取330pF，否則選取150pF。需要注意的是，實(shí)際上根據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn)的不同，是有一些出入的。