esd防護裝置及其作用

A. 簡述對esd防護的認識

ESD為英文Electro Static Discharge的縮寫，即"靜電放電"的意思。我們都知道，不同物質的接觸、分離或相互摩擦，即可產生靜電。例如在生產過程中的擠壓、切割、搬運、攪拌和過濾以及生活中的行走、起立、**服等,都會產生靜電。可見，靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓,幾千伏甚至幾萬伏。這些靜電也許對人體影響不大，但對於一些ESDS（靜電敏感元件），卻直接可以使其失去本身應有的正常性能，甚至完全喪失正常功能。這樣ESD防護就非常必要了。

結合ESD的概念及工作中積累的一些經驗，我就從人、機、法、料、環五個方面來談談ESD防護。

一談人。人體可以說是一個高靜電源，人體靜電的防護，藉助的是屏蔽及釋放靜電。嚴格來說要求做到「全副武裝」，即:要戴防靜電工帽、防靜電口罩、防靜電手套、指套等, 要穿防靜電服、防靜電鞋，同時還要戴上手腕帶等來屏蔽及導走靜電。總之，盡量不要讓人的皮膚外露。

二談機器。機器也是一個高靜電源，因為機器機械部件，特別是馬達等，易產生EMI（電磁感應），所以對機器靜電的防護，也是非常必要的。對於機器靜電的防護，一般通過電磁場的消除、高靜電部位的屏蔽、機器接地等來實現。一般消磁借用的是消磁器，消除電荷用的是離子風機。

消磁器很簡單，就不作介紹，我們來看看離子風機。離子風機可產生豐富的正離子和負離子，將這些離子吹向高靜電物體，那麼物體靜電將被中和。這些離子是由離子風機內部的離子發生元件，將空氣電離而產生。該離子發生元件由低電流、高電壓的變壓器來激勵空氣電離。而變壓器內又包含電流限制性電阻器，它能加強電離的穩定度及安全度。作用於不銹鋼離子發射點圓形電路上的高壓交流電使發射點頂部形成一個強烈的交變電場，就是這個電場將空氣電離，產生變極離子。當電磁場無法消除或較難消除時，我們就藉助靜電屏蔽設備來屏蔽高靜電設備或設備的高靜電部位，比如，馬達，大家都知道，馬達易產生EMI，但機器要運轉又離不開馬達，所以，不防把它屏蔽起來。還有工作台、電源線、電腦鍵盤等，都可以接用靜電屏蔽的方法來做ESD防護，這方面可用的屏蔽產品有防靜電台墊、防靜電薄膜、防靜電簾、防靜電屏蔽袋、防靜電膠帶等。最後，不管機器屏蔽或消磁效果如何，給機器接上ESD地線是很必要的。

三談料，即材料。用一句很絕對的話來說，如果您的產品對靜電很敏感，那麼，您的生產線上是不能有高靜電材料出現的，特別是離產品較近的區域，要盡可能用防靜電材料，比如元件盒、貨架、工作台、運輸設備、清洗設備、化學試劑等，最後就連您用的筆及筆記本都要用防靜電筆及筆記本，因為在您用筆時，它有可能會接觸產品。當然，如果，您的產品對靜電敏感程度不是很高，您可以酌情處理，但最好藉助ESD實驗來證明一下，看看是否真的可以放心。

四談環，即工作區域的環境。一個良好的防靜電的工作環境對於生產來說是很重要的，這樣的環境一般這樣來建立：

首先, 建立ESD安全操作區域,即EPA(ESD Protection Area)，最好是在相應的位置貼上ESD防護警示標志等。

其次，就是ESD安全操作區域的安置，我們從防靜電地板系統、除塵系統、接地系統及空氣的溫濕度三方面來談。防靜電地板系統，最主要的是在普通地板上再鋪防靜電地板，一般這方面的地板有防靜電PVC地板、防靜電環氧樹脂地板等，對於防靜電地板，要求必須達到國際防靜電協會標准，當然，防靜電地板還必須和ESD地線連接起來。一個防ESD的工作環境，做到無塵是相當關鍵的，因為空氣中的塵埃在運動的過程中相互碰撞，也會產生ESD，如果，不除塵，到時候找起產生ESD問題的原因，就不好說了。一般我們藉助除塵系統來解決這個問題。首先要求有空氣塵埃過濾系統，如:風淋室、風淋通道、貨淋室、沾塵墊、沾塵滾筒、空氣過濾器、無塵傳遞窗、無塵室風淋傳遞窗等。其次盡可能設立凈化燈具、無塵室凈化玻璃、無塵室彩鋼板天花、無塵室彩鋼板包牆角、無塵室彩鋼板包柱等。以上設備的選用，各企業要根據產品對ESD的敏感程度而定，最好能借鑒一下專業人士的意見。一個完善的ESD防護工作環境，建立獨立完善的ESD接地系統也是非常重要的。並且，工作場所中的各設備、工作檯面等均需接至ESD接地系統。

另外，一個完善的ESD工作環境，對於溫濕度都有一定的要求，從ESD防護角度來說，濕度越高越好，但濕度太高，又會腐蝕設備，所以一般來說，40%-60%的濕度是最理想的。當然，各企業也要根據自己公司產品的特性而定，畢竟這方面的工作做起來較繁瑣。另外，還要設立天花、牆體送風口，並且經常用除塵器對無塵室進行凈化處理等。

這樣，有了這樣的工作環境，大家想一下，人體的靜電是不是通過靜電服、靜電鞋或通過手腕帶、ESD接地系統耗散並導入大地。通過控制空氣的溫濕度環境中的靜電也通過地板系統耗散並導入大地。

當然，仔細想一下，前面將的人、機、料也應屬於環境的防護，只要把各環節的工作做好，那麼，一個完善的ESD防護工作環境就建立起來了。再配合合理的操作規范，即正確的方法，就基本上過關了。

五談法。談起法，首先要明確以上四點，其實法就是建立合理的方法及規范以保證以上四點有效實現。另外，需要補充的是，當產生ESD原因不能明確時要根據生產工藝，設計相應的ESD實驗，來仔細查找產生ESD問題的原因。最終要建立相應的ESD操作規程及紀律規范來規范生產。

當然，ESD防護系統建立起來以後，對於工作人員來說，所要做的是經常檢測這個系統，以不斷的發現有不完善的地方，並做相應的改善，以保證系統長期有效的維持其ESD的防作用。這樣，建立相應的ESD職能部門，並不斷的培養其專業技能，提高其ESD防護意識，也都是ESD防護中不可缺少的一部分。

近年來隨著科學技術的飛速發展，微電子技術的廣泛應用及電磁環境越來越復雜，ESD問題越來越嚴重，問題越來越突出，企業也越來越重視ESD防護。

B. esd是什麼意思

ESD的意思是「靜電釋放」。ESD是20世紀中期以來形成的以研究靜電的產生、危害及靜電防護等的學科。因此，國際上習慣將用於靜電防護的器材統稱為ESD，中文名稱為靜電阻抗器。

靜電一種客觀存在的自然現象，產生的方式多種，如接觸、摩擦、電器間感應等。靜電的特點是長時間積聚、高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。

人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應等因素，可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電。靜電在多個領域造成嚴重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業中的兩大危害，常常造成電子電器產品運行不穩定，甚至損壞。

生產過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，屏蔽與接地。人體靜電防護系統主要有防靜電手腕帶、腳腕帶、腳跟帶、工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄放，中和與屏蔽等功能。

靜電防護工作是一項長期的系統工程，任何環節的失誤或疏漏，都將導致靜電防護工作的失敗。

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靜電，在當前技術條件下還無法得到有效的控制，沒有合適的材料將它隔離並傳輸，很難區分它的正負極所在位置，電壓電流的大小無法改變等，採取的手段大多是安裝屏蔽罩、或接地線將其釋放，達到對其它設備進行防護的目的。

靜電可以在絕緣材料中活動和儲存能量，在物理學的理論中沒有合理地解釋這種自然現象。

ESD/EOS的特殊性：

一、靜電的產生和積累要一定的條件和過程，所以未加保護也不見得件件產品都會受到ESD/EOS傷害，有一定的偶然性；

二、由於多數情況下ESD/EOS能量都較小，所以受到ESD/EOS傷害的也並不表現為立即報廢，有些僅表現為漏電增加，工作不穩定，甚至在出廠測試中一時表現不明顯，以後發現問題易歸咎為材料不良或設計不良而不自省，因此常使人們認識不到ESD/EOS的危害，抱有僥幸心理。

C. 電子產品為什麼要進行ESD防護

首先確認的是ESD會損壞我們電子元器件，電子元器件內部的線路非常的復雜很脆弱，尤其是一些集成塊
(DIPs,
QFP,
BGA,
SOT,
etc.)，晶振，PCBA成品及半成品等等。
ESD的破壞作用具有：
隱蔽性
潛在性
隨機性
復雜性
當我們在接觸PCBA和靜電敏感元器件時，不管是產品
上，還是我們身體上帶有靜電，ESD都有可能發生在接
觸的瞬間，可謂防不勝防。

D. ESD是什麼意思

ESD（Electro-Static discharge）的意思是「靜電釋放」。ESD是20世紀中期以來形成的以研究靜電的產生、危害及靜電防護等的學科。因此，國際上習慣將用於靜電防護的器材統稱為ESD，中文名稱為靜電阻抗器。

ESD（靜電放電）對電子產品造成的破壞和損傷有突發性損傷和潛在性損傷兩種。所謂突發性損傷，指的是器件被嚴重損壞，功能喪失。這種損傷通常能夠在生產過程中的質量檢測中能夠發現，因此給工廠帶來的主要是返工維修的成本。

而潛在性損傷指的是器件部分被損，功能尚未喪失，且在生產過程的檢測中不能發現，但在使用當中會使產品變得不穩定，時好時壞，因而對產品質量構成更大的危害。

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靜電釋放帶來的問題：

盡管ESD發生時轉移的靜電總量通常很小（納庫倫級別），然而放電的能量積累在矽片上很小的一個區域內。發生在幾個納秒內的靜電釋放能產生超過1A的峰值電流，簡直可以蒸發金屬連線和穿透氧化層。放電也可能成為柵氧化層擊穿的誘因。

帶來的另一個重大問題在於，一旦矽片表面有了電荷積累，它產生的電場就能吸引帶電顆粒或極化並吸引中性顆粒到矽片表面。電視屏幕能吸引灰塵就是一個例子。此外，顆粒越小，靜電對它的吸引作用越明顯。

隨著器件關鍵尺寸的縮小，ESD對更小顆粒的吸引變得重要起來，能產生致命缺陷。為減少小顆粒玷污，矽片放電必須得到控制。

E. esd防護的基本措施有哪些

靜電防護的措施一般有以下幾種：

1. 靜電耗散：主要是使用靜電耗散材料，（即表面電阻在10的5次方歐姆到10的11次方歐姆之間的材料），來替代普通的材料。比如在防靜電工作區使用的防靜電台墊，防靜電地板，防靜電包裝盒等等。，

2. 靜電泄放：通常是指設備和人員的接地，即通過截面積符合標準的金屬導線將設備接地，人員則通過手環、服裝、防靜電鞋等措施接地。

3. 靜電中和：一般是指在難以使用接地或靜電耗散措施的場合，使用離子發生器製造正負離子，並將離子吹送到需要消除靜電的區域，來中和產生的靜電。常見的有離子風機、風蛇等等。

4. 靜電屏蔽：靜電屏蔽又分為主動屏蔽和被動屏蔽。主要是指利用法拉第籠原理，使用封閉導體來對靜電源或需要防護的產品進行屏蔽。

5. 環境增濕：實驗數據表明，環境濕度的增加可以有效降低靜電放電發生的幾率。但環境增濕只能作為輔助措施使用，不能代替以上措施。

6. 電子產品的ESD防護設計：即在靜電敏感元器件上設置防靜電電路，國內外已有設計成熟的多種保護電路，最高對上千伏的靜電電壓進行有效防護。保護電路可以降低元器件對ESD的敏感性，但不能完全消除。
   

F. ESD防護方法有哪些

ESD是Electro Static Discharge英文的縮寫，中文含義即靜電放電：處於不同電位的兩個物體之間，由於直接接觸或靜電場感應導致的電荷傳輸（轉移）。可見，靜電與靜電放電（ESD）是完全不同的物理概念或物理過程。一個是「靜」，一個是「動」。 伴隨著靜電放電，往往有電量的轉移、電流的產生和電磁場輻射。
靜電防護的措施一般有以下幾種：

靜電耗散：主要是使用靜電耗散材料，（即表面電阻在10的5次方歐姆到10的11次方歐姆之間的材料），來替代普通的材料。比如在防靜電工作區使用的防靜電台墊，防靜電地板，防靜電包裝盒等等。
靜電泄放：通常是指設備和人員的接地，即通過截面積符合標準的金屬導線將設備接地，人員則通過手環、服裝、防靜電鞋等措施接地。

靜電中和：一般是指在難以使用接地或靜電耗散措施的場合，使用離子發生器製造正負離子，並將離子吹送到需要消除靜電的區域，來中和產生的靜電。常見的有離子風機、風蛇等等。

靜電屏蔽：靜電屏蔽又分為主動屏蔽和被動屏蔽。主要是指利用法拉第籠原理，使用封閉導體來對靜電源或需要防護的產品進行屏蔽。

環境增濕：實驗數據表明，環境濕度的增加可以有效降低靜電放電發生的幾率。但環境增濕只能作為輔助措施使用，不能代替以上措施。

電子產品的ESD防護設計：即在靜電敏感元器件上設置防靜電電路，國內外已有設計成熟的多種保護電路，最高對上千伏的靜電電壓進行有效防護。保護電路可以降低元器件對ESD的敏感性，但不能完全消除。

G. 常見的ESD保護元件

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），靜電保護器件，亦稱瞬態電壓抑制二極體陣列（TVS Array），是由多個TVS晶粒或二極體採用不同的布局設計成具有特定功能的單路或多路ESD保護器件。ESD靜電保護二極體響應速度快（小於0.5ns）、低電容、低導通電壓、高集成度、小體積、易安裝，可以同時實現多條數據線保護，是業內最理想的高頻數據保護器件。

ESD保護元件RCLAMP0524P