三類ESD失效情況的對策
我們將引起ESD損傷的情況分為三類，對它們的分析和對策如表3所示。理論上講，在這些措施中任意一個對于減少ESD損傷都有效，但實際上理想的效果很難達到。這是因為：首先，沒有任何技術(shù)能夠保證萬無一失?？轨o電劑會有一定的時效性，過期就會失效，此時接地會時好時壞，或完全斷開。其次，某些措施可能限制一些防護措施的使用，或甚至將其完全排除在外。例如，卷盤包裝的覆蓋帶的粘貼面必須使用絕緣材料，才能將與載帶粘合在一起。
情況 |
操作 |
解決辦法 |
A |
1.移動時在表面產(chǎn)生靜電 |
使用抗靜電材料或在任意一個表面涂抗靜電劑 |
2.將器件帶到表面帶靜電物體的附近 |
物體表面使用耗散材料
保持空隙或/和使用屏蔽保護 |
3.器件在靠近表面帶靜電物體的附近時處于接地狀態(tài)（CDM） |
空氣離子化處理
使用靜電耗散材料 |
B |
1.由于運動讓絕緣材料的器件包裝產(chǎn)生靜電。 |
包裝材料使用抗靜電材料或使用抗靜電劑處理表面。 |
2.器件本身帶靜電 |
空氣離子化處理 |
3.器件帶靜電后處于接地狀態(tài)(CDM) |
使用靜電耗散材料 |
C |
1.由于人的活動產(chǎn)生靜電 |
手腕帶接地。 |
2.人體帶電 |
使用導(dǎo)電或靜電耗散地板和鞋 |
3.接觸器件將靜電傳遞到器件 |
房間系統(tǒng)空氣離子化
將器件隔離
使用靜電耗散包裝以減慢放電速度
使用導(dǎo)電材料分流靜電 |
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表3三類常見的ESD情況及ESD控制措施
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情況A。兩個表面間的運動產(chǎn)生靜電，敏感器件被放置在其電場中，而器件隨后又進行了接地。接觸的表面使用抗靜電材料可以解決操作1的問題。表面所產(chǎn)生的靜電可以通過靜電耗散材料、空氣離子化中和、使用空隙間隔或靜電屏蔽來消除。操作3的問題，可以通過使用靜電耗散材料來控制靜電泄放的速度。
情況B。情況A中，可以有多種途徑來解決操作3的問題，而情況B則不同，它是器件與其他材料接觸后自身帶電的情況。在情況A中，操作1的問題可以通過使用抗靜電材料或靜電耗散材料來解決，但對于情況B，器件本身的材料不可替換，不可能使用這兩種材料來解決問題。要滿足電路要求，制作器件的陶瓷或塑料材料須是高絕緣材料，同時對于防潮和防腐蝕也對材料提出了相應(yīng)的要求。這些對于操作2問題的解決都有限制。此時器件包裝上有靜電荷，除非允許長時間，**的去除方法就是使用空氣離子化。操作3問題是導(dǎo)致失效操作，**可行的保護辦法就是避免導(dǎo)體接觸放電的器件，而改用靜電耗散材料與器件接觸。
對于像工作臺面這類大的材料，單獨使用一個105–1012Ω阻值的外接電阻并不是好的替代方法，這是因為離散電阻會產(chǎn)生寄生電容，它允許高頻大電流，導(dǎo)致典型的CDM的靜電損傷。
情況A和B由運動所導(dǎo)致，生產(chǎn)中經(jīng)常會在器件的操作當中產(chǎn)生。我們所熟知的人為因素在這并不是ESD損傷的關(guān)鍵因素，而這些情況才是濟大的靜電損傷隱患，因為在生產(chǎn)過程中，它們會持續(xù)產(chǎn)生靜電。
情況C。相比而言，在生產(chǎn)車間，人員接地容易做到，HBM風(fēng)險會越來越少。但是，即便是在檢查非常嚴密時，也偶爾會有操作員工不正確地使用手腕帶，導(dǎo)致其失去作用的情況出現(xiàn)，因而，包裝必須提供附加的保護。這種保護在缺少保護的工廠外，如線路板維修和保養(yǎng)環(huán)境下顯得更為重要。情況C描述的是帶電人體對器件的影響，以及包裝防護的措施。要防止情況C的出現(xiàn)，就要從原理上消除靜電，但這很少能做到。多數(shù)的抗靜電地墊是靜電耗散材料或靜電導(dǎo)電材料的。對于操作2的情況，實際上的做法是使用手腕帶，或?qū)⑷梭w靜電泄放掉。另一個選擇是使用房間系統(tǒng)的空氣離子化，但成本高昂，且不能完全解決問題，因而很少使用。操作3的情況是將電荷傳遞給器件，可能是由于將器件或線路板從包裝袋中拿出，或直接接觸包裝所導(dǎo)致。假如此時未出現(xiàn)器件電解質(zhì)擊穿，有兩個要求避免出現(xiàn)問題：即要適當增加與靜電源間的絕緣程度，避免快速放電，又要提供充分的靜電耗散導(dǎo)電性，讓靜電源靠近時，包裝表面的放電緩慢。
多數(shù)抗靜電的靜電耗散包裝袋材料能夠提供充分的保護，但對于高敏感器件（敏感電壓低于100V）來說，還需要更多的考慮。使用剛性材料能夠確保有效的空氣間距，減小與外界靜電源的耦合，提供充分的附加保護。
理解和掌握ESD防護措施重要性和效果的各種觀點還有一個益處就是，能夠就防靜電用品廠商對其產(chǎn)品和材料所稱的功能和技術(shù)指標進行評估判斷。在面對必須使用導(dǎo)電材料的斷言時，以下幾點可能是你必須注意的：
?器件在靜電場中由于電介質(zhì)擊穿所造成的簡單失效比ESD失效少得多。
?靜電場可以通過運用空氣間隙減少耦合電容的方式減小。
?能夠擊穿靜電耗散材料包裝袋的電壓可能不會低于5000V。
?多數(shù)有關(guān)屏蔽效果的研究所顯示的結(jié)果是極端惡劣環(huán)境下的情況。
?增強周邊環(huán)境的導(dǎo)電性會增加器件CDM損傷的可能性，過強的導(dǎo)電性是不必的。
?在只有HBM數(shù)據(jù)的前提下，對多數(shù)的敏感器件使用導(dǎo)電材料不是理性的做法。這是因為器件耐受的靜電壓要比得到的數(shù)據(jù)高很多（因為HBM測試時，器件是直接接地狀態(tài)的）。HBM數(shù)據(jù)與介質(zhì)擊穿的敏感度不相關(guān)，是否選用屏蔽包裝進行ESD保護要看CDM數(shù)據(jù)。
? 大量實踐表明，線路板不使用屏蔽材料，同樣能得到有效的ESD保護。
