静电放电及危害防护

1 绪论

1.1 历史的回顾与静电学的新生

1.2 静电防护与电磁兼容性

2 静电学基础理论

2.1 电荷与库仑定律

2.2 电场与高斯定理

2.3 静电场的环流定理

2.4 静电场中的导体

2.5 静电场中的电介质

2.6 电容和部分电容

2.7 静电场的能量

3 静电起电与消散

3.1 静电起电原理

3.2 固体起电

3.3 粉体的静电起电

3.4 液体起电

3.5 气体的静电起电

3.6 人体的静电起电

3.7 静电的消散

4 静电放电与静电危害分析

4.1 静电放电的特点及类型

4.2 静电效应及其作用规律

4.3 工业生产中的静电障害

4.4 静电燃爆危害

4.5 电子行业的静电危害

4.6 静电电击危害

4.7 静电危害的预测和事故分析

5 静电危害防护

5.1 防静电危害的一般原则和对策

5.2 静电接地

5.3 空气加湿

5.4 材料的抗静电改性

5.5 静电消除器

5.6 人体静电的防护

6 静电放电建模与模拟

6.1 静电放电模型

6.2 静电放电模拟器

6.3 静电放电辐射场的理论建模

7 微电子器件静电防护和失效分析

7.1 防护策略和基本步骤

7.2 微电子器件、设备ESD敏感度测试

7.3 微电子器件静电放电失效分析方法

7.4 潜在性失效

7.5 微电子器件静电防护设计方法

7.6 防静电工作区设计

7.7 制造集成电路净化间的静电防护

7.8 防静电包装

8 静电测试技术

8.1 概述

8.2 静电基本参量测试

8.3 防静电设施及器具静电性能测试

8.4 防静电包装材料静电性能测试

8.5 人体静电参数测试

8.6 防静电织物静电性能测试

8.7 静电感度测试与数据处理方法

参考文献2100433B

静电作为一种普遍物理现象，近十多年来伴随着集成电路的飞速发展和高分子材料的广泛应用，静电的作用力、放电和感应现象引起的危害十分严重，美国统计，美国电子行业部门每年因静电危害造成损失高达100亿美元，英国电子产品每年因静电造成的损失为20亿英镑，日本电子元器件的不合格品中不少于45%的危害是因为静电放电(ESD)造成的。问题严重性还在于很多人对静电危害的认识不足和防静电知识的无知，常把一些因ESD造成的设备性能下降或故障，误认为是元器件早期老化失效。

（1）首先由于许多人对静电的产生不太了解，因为l~2kV以下的静电放电感觉不到的，但却能使器件因电击而受到损伤。(须知一般MOS电路和场效应管击穿电压约为300V)所以说静电的损伤是在人们不知不觉的过程中发生的。

（2）器件的失效分析比较困难，因为静电的损伤与其他瞬变过程的过电压造成的器件损伤有时是很难区分开来。

（3）有的器件在受静电损伤以后，并不是不能用，而是特性有所下降，人们并不是当时就能发现，但已经造成了潜在的失效隐患，在将来某种特定的条件下，最终会导致器件失效，如器件氧化层出现一个孔，设备长时间工作后，金属化电迁移引起短路烧毁，从而导致设备故障。这种类型的静电损伤，将会大大的缩短元器件的使用寿命。

（4）有人错误地认为现在的集成电路，如MOS电路，不少的生产厂家在设计上已采用了抗静电的保护电路，认为防静电并不一定需要。但是，人们在生产活动中，工作人员穿的化纤衣服，各种塑料制品包装，上述材料的滑动、摩擦、或分离，特别是在空气干燥的季节里，将会产生600~15000V的静电电压，如果湿度为20%以下时，静电电压可高达30kV。即使有保护对于静电放电的敏感器件也是非常危险的。