简述对esd防护的认识
ESD的意思是"静电释放"的意思。静电是一种客观的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦等。静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。
静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体经典是电子工业中的两大危害。生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿,屏蔽与接地。
静电防护工作是一项长期的系统工程,任何环节的失误或疏漏,都将导致静电防护工作的失败。人体静电防护系统主要有防静电服www.dehsm.com/category-150.html及防静电手腕带,脚腕带,鞋袜、帽、手套或指套等组成,具有静电泄露,中和与屏蔽等功能。
静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题,已经成为一个迫切需要解决的问题。一方面,一些电阻率很高的高分子材料如塑料,橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到很高的程度,另一方面,静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固态电子器件等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出,静电危害造成了相当严重的后果和损失。它可以在不经意间将昂贵的电子器件击穿,造成电子工业巨大损失。
ESD过程是处于不同电势的物体之间的静电电荷转移过程,其强烈程度受电量大小及物体间距的影响。自然界的雷电是强对流气候下典型的ESD现象,瞬间所释放的巨大能量,能将雷电所经过的空气电离,使空气变成阻值很低的导电通道,形成极强的电流和高温,其破坏力不可小觊。
日常生活中的ESD现象频繁地发生着,ESD对电脑的损害,其严重程度与静电电压高低和能量大小有关。如果能量较小,则只能将元件击穿,电压消失后,器件性能仍能恢复到原始状态。如果能量较大,在击穿后接着形成大电流对元件形成永久性损害,如晶体管元件结电阻降低、漏电流增大,薄膜电阻器局部介质击穿而发生阻值漂移等。ESD的危害有一定偶然性,不见得每一次都造成元件彻底报废,多数情况下仅表现为稳定性降低。
ESD损害的严重程度还与元件对静电的敏感度有关。
三、设计和制造中的防静电措施
芯片制造工艺按摩尔定律不断进步,低电压、微功耗、高集成度技术给我们带来更新的产品,而ESD对电脑的危害性也随之增长,可以说ESD对摩尔定律继续有效将会是一个障碍,这是业界不愿看到但又不得不面对的严重问题。在电子行业中,防静电技术已经成为一个热门技术,防静电产品的研发和制造已经发展为一个独立的产业。
ESD防护是一个系统工程,在设计和制造阶段,可从三个方面着手:一是要防止电脑本身因产生强静电感应而自我损伤,如增加屏蔽和隔离措施、通过增大PCB接地面积改善电荷泄漏通路等;二是要选择ESD特性好的芯片,不同厂家的同一种芯片性能也会有所不同,在芯片说明中一般都会提及;三是增设ESD保护电路,抵御外来静电。
1.芯片的防静电设计
随着芯片速度的提高,为了缩短引脚长度而减少信号串扰,CPU等超大规模IC芯片的封装越来越多地采用倒装芯片(flip chip),倒装 芯片通常面积较大,而厚度很薄,这样芯片自身成了一个巨大的电容器,使得芯片可能携带大量静电电荷Q(=C×V)。
其次,CPU、GPU及北桥芯片上的金属盖以及散热片,是个惹是生非的祸根。诺大的金属体无异于一个静电接收天线,极易吸附芯片周围 的电场,以及芯片附近导线上的电荷,对芯片安全构成威胁。
综合上述两种不利因素,芯片的防静电设计主要从下面两个途径实现,一是采用紧密型设计技术,尽可能缩小IC核心和I/O的尺寸,以降低寄生电容;二是采用分割器件设计的后端镇流(BEB)、整合的镇流电路(MBC)版图设计以及多触点电路设计(MFT)等,各放电通道形成相互并联的网络,使得芯片总体等效电阻值很小,放电能力很强。
2.整机的屏蔽与接地设计
在电脑生产车间,地板、制造设备、测试仪器、芯片周转箱、库房等均为防静电设计,就连操作者也要身穿防静电服、戴上防静电手 套。但是,电脑在应用过程中,ESD还是有许多的可乘之机。为了避免感应静电的危害,需要对整机进行屏蔽和接地。
电脑的金属机箱是屏蔽静电的重要措施,良好的接地措施可使电脑受静电危害的几率大大降低。机箱中的主板、接口卡,软驱、硬盘、光驱等设备,以及包裹在信号线外面的金属屏蔽网,均通过机箱连接成一个整体,然后再通过电源地线接入大地,这样不仅可以消除外来的感应静电,也可以消除设备自身所产生的摩擦静电。
当然,前提是各部件之间应该接触良好。所以,为保证部件充分接触,机箱上设置有各种弹 性触点或弹性接触片
3.接口电路中植入ESD保护器
芯片是最容易被ESD损坏的器件,因此成为电脑中的重点保护对象。而接口电路位于板卡电路的外围,是抵御ESD的一道防线。在电脑 的各个接口处接入ESD防护器件,使静电在防护器件上释放掉,可避免静电向电路板的纵深区域侵入。
接口电路中最简易的防静电措施是:在线路中串联一个低阻值的电阻,以限制ESD的电流,或在信号线与地线之间接入一个小电容,给 ESD电流提供通路。不过这些措施会对信号产生衰减和延迟,不利于信号传输。近几年生产的主板中,在键盘、鼠标的PS/2接口以及RS-232C串口和IEEE 1284A并口等低速端口中,多采用内嵌防静电功能的数据收发芯片。接口芯片中内嵌的ESD保护电路,是利用寄生电路实现的。当ESD作用时,寄生电路被触发,泄放ESD电流或箝位ESD电压,达到保护目的。
四、使用与维护中的防范措施
静电是电脑的无形杀手,即便有了完善的技术措施,ESD还是有可乘之机。那么,用户在电脑的使用和维护、维护过程中又应该注意哪 些问题呢?其实,最重要的是培养防范意识,采取正确的防范措施。
1、电脑机壳需要可靠接地。对于机箱的屏蔽和接地,应该注意两点:
●机箱各部分应保持良好的接触,否则未连接到大地的部分将失去屏蔽作用;
●近年来新建的楼房通常都有符合规范的地线,电路施工时一定要按照配电规范,将火线、零线和地线分别接入插座的正确位置。如果建筑物有地线,就需要自制简易地线,用一根金属导线将机箱外壳与室内的自来水管连接起来即可。需要说明的是,那种将导线一端连接机箱金属外壳,而另一端随便扔在地上的方法是不可取的,因为完全没有达到接地的目的。
2、北方地区在秋冬季节应使用加湿器,保持室内空气的一定湿度,防止静电在设备、家具和身体上大量积累。
3、在运输和储存过程中要将电脑整机或零部件置于静电屏蔽袋或导电搬运箱内进行运输,防止集成电路芯片被静电击穿。其实在购买电 脑配件时,大多数PCB裸露在外的硬件都是装在防静电袋中的,而这些防静电袋最好妥善保管起来,以便日后再次使用。
4、使用或维护过程中触及电脑内任何电路时,规范的做法是戴上防静电腕套。不过,对于广大的普通用户而言,可以先碰一下电脑机箱金属机壳以释放身体上的静电(前提是电路确实已经接地,否则达不到释放静电的作用)。如果无法确认电路是否接地,那么也可以采用碰触自来水管的方法释放静电。
另外,我们平时插拔USB或IEEE 1394设备时,也应该按照第4点提出的方法预先释放身体上的静电,减少因静电而损坏设备和配件的几 率。
结合ESD的概念及工作中积累的一些经验,我就从人、机、法、料、环五个方面来谈谈ESD防护。
一谈人。人体可以说是一个高静电源,人体静电的防护,借助的是屏蔽及释放静电。严格来说要求做到“全副武装”,即:要戴防静电工帽、防静电口罩、防静电手套、指套等, 要穿防静电服、防静电鞋,同时还要戴上手腕带等来屏蔽及导走静电。总之,尽量不要让人的皮肤外露。
二谈机器。机器也是一个高静电源,因为机器机械部件,特别是马达等,易产生EMI(电磁感应),所以对机器静电的防护,也是非常必要的。对于机器静电的防护,一般通过电磁场的消除、高静电部位的屏蔽、机器接地等来实现。一般消磁借用的是消磁器,消除电荷用的是离子风机。
消磁器很简单,就不作介绍,我们来看看离子风机。离子风机可产生丰富的正离子和负离子,将这些离子吹向高静电物体,那么物体静电将被中和。这些离子是由离子风机内部的离子发生元件,将空气电离而产生。该离子发生元件由低电流、高电压的变压器来激励空气电离。而变压器内又包含电流限制性电阻器,它能加强电离的稳定度及安全度。作用于不锈钢离子发射点圆形电路上的高压交流电使发射点顶部形成一个强烈的交变电场,就是这个电场将空气电离,产生变极离子。当电磁场无法消除或较难消除时,我们就借助静电屏蔽设备来屏蔽高静电设备或设备的高静电部位,比如,马达,大家都知道,马达易产生EMI,但机器要运转又离不开马达,所以,不防把它屏蔽起来。还有工作台、电源线、电脑键盘等,都可以接用静电屏蔽的方法来做ESD防护,这方面可用的屏蔽产品有防静电台垫、防静电薄膜、防静电帘、防静电屏蔽袋、防静电胶带等。最后,不管机器屏蔽或消磁效果如何,给机器接上ESD地线是很必要的。
三谈料,即材料。用一句很绝对的话来说,如果您的产品对静电很敏感,那么,您的生产线上是不能有高静电材料出现的,特别是离产品较近的区域,要尽可能用防静电材料,比如元件盒、货架、工作台、运输设备、清洗设备、化学试剂等,最后就连您用的笔及笔记本都要用防静电笔及笔记本,因为在您用笔时,它有可能会接触产品。当然,如果,您的产品对静电敏感程度不是很高,您可以酌情处理,但最好借助ESD实验来证明一下,看看是否真的可以放心。
四谈环,即工作区域的环境。一个良好的防静电的工作环境对于生产来说是很重要的,这样的环境一般这样来建立:
首先, 建立ESD安全操作区域,即EPA(ESD Protection Area),最好是在相应的位置贴上ESD防护警示标志等。
其次,就是ESD安全操作区域的安置,我们从防静电地板系统、除尘系统、接地系统及空气的温湿度三方面来谈。防静电地板系统,最主要的是在普通地板上再铺防静电地板,一般这方面的地板有防静电PVC地板、防静电环氧树脂地板等,对于防静电地板,要求必须达到国际防静电协会标准,当然,防静电地板还必须和ESD地线连接起来。一个防ESD的工作环境,做到无尘是相当关键的,因为空气中的尘埃在运动的过程中相互碰撞,也会产生ESD,如果,不除尘,到时候找起产生ESD问题的原因,就不好说了。一般我们借助除尘系统来解决这个问题。首先要求有空气尘埃过滤系统,如:风淋室、风淋通道、货淋室、沾尘垫、沾尘滚筒、空气过滤器、无尘传递窗、无尘室风淋传递窗等。其次尽可能设立净化灯具、无尘室净化玻璃、无尘室彩钢板天花、无尘室彩钢板包墙角、无尘室彩钢板包柱等。以上设备的选用,各企业要根据产品对ESD的敏感程度而定,最好能借鉴一下专业人士的意见。一个完善的ESD防护工作环境,建立独立完善的ESD接地系统也是非常重要的。并且,工作场所中的各设备、工作台面等均需接至ESD接地系统。
另外,一个完善的ESD工作环境,对于温湿度都有一定的要求,从ESD防护角度来说,湿度越高越好,但湿度太高,又会腐蚀设备,所以一般来说,40%-60%的湿度是最理想的。当然,各企业也要根据自己公司产品的特性而定,毕竟这方面的工作做起来较繁琐。另外,还要设立天花、墙体送风口,并且经常用除尘器对无尘室进行净化处理等。
这样,有了这样的工作环境,大家想一下,人体的静电是不是通过静电服、静电鞋或通过手腕带、ESD接地系统耗散并导入大地。通过控制空气的温湿度环境中的静电也通过地板系统耗散并导入大地。
当然,仔细想一下,前面将的人、机、料也应属于环境的防护,只要把各环节的工作做好,那么,一个完善的ESD防护工作环境就建立起来了。再配合合理的操作规范,即正确的方法,就基本上过关了。
五谈法。谈起法,首先要明确以上四点,其实法就是建立合理的方法及规范以保证以上四点有效实现。另外,需要补充的是,当产生ESD原因不能明确时要根据生产工艺,设计相应的ESD实验,来仔细查找产生ESD问题的原因。最终要建立相应的ESD操作规程及纪律规范来规范生产。
当然,ESD防护系统建立起来以后,对于工作人员来说,所要做的是经常检测这个系统,以不断的发现有不完善的地方,并做相应的改善,以保证系统长期有效的维持其ESD的防作用。这样,建立相应的ESD职能部门,并不断的培养其专业技能,提高其ESD防护意识,也都是ESD防护中不可缺少的一部分。
近年来随着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,ESD问题越来越严重,问题越来越突出,企业也越来越重视ESD防护。
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简述对esd防护的认识
当然,ESD防护系统建立起来以后,对于工作人员来说,所要做的是经常检测这个系统,以不断的发现有不完善的地方,并做相应的改善,以保证系统长期有效的维持其ESD的防作用。这样,建立相应的ESD职能部门,并不断的培养其专业技能,提高其ESD防护意识,也都是ESD防护中不可缺少的一部分。近年来随着科学技术...
esd防护是什么意思?
ESD防护是指在电气静电场环境下,采取措施防止ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)的发生。ESD是一种微弱的放电现象,它常在人体和器件表面产生,并可能导致设备和元器件的损坏和失效,从而影响产品的可靠性和质量。因此,进行ESD防护是产业界十分重视的问题。采取ESD防护措施的目标是降低ESD的发生率,并...
请你谈谈esd防护的意义
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静电防护ESD
在电子工业、半导体制造等领域,ESD防护措施是确保产品质量和工艺安全的关键环节。这包括采用防静电工作台、防静电手腕带、空气离子发生器等设备,以及实施严格的清洁和操作规程,以减少静电的积累和释放。只有做好静电防护,才能有效保护这些精密元件免受损害,确保生产过程的顺利进行。
ESD防护是怎么回事
ESD静电防护等级标准是指在电子元器件生产、加工、存储、运输等环节中,为了防止静电对电子元器件造成损害,制定的一种标准。ESD静电防护等级标准分为三级,分别是1、2、3级。以下是对各级别的具体描述:1级:对于生产、加工、存储、运输等环节中的静电控制要求最高的元器件,其最大静电放电电压应该小于...
关于ESD原理及防护,这篇文章太专业了!点赞!
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谁知道ESD是什么意思啊?能给解释解释吗?怎样防护,详细一点
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esd防护措施有哪些
2、避免干燥环境:在干燥的环境下,静电很容易产生和积聚,因此保持室内适当的湿度可以降低静电产生的可能性。3、ESD防护器件:使用ESD保护二极管、TVS管等器件对电路进行保护,当静电放电时可以瞬间把电压调整到安全范围内。4、防静电包装:在处理和运输电子器件时,使用防静电包装材料和容器,可以防止静电对...
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河津市15596087165: 为什么要提高ESD防护意识 - ?
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河津市15596087165: ESD防护方法有哪些? - ?
甫心丙氨: ESD是Electro Static Discharge英文的缩写,中文含义即静电放电:处于不同电位的两个物体之间,由于直接接触或静电场感应导致的电荷传输(转移).可见,静电与静电放电(ESD)是完全不同的物理概念或物理过程.一个是“静”,一个...
河津市15596087165: esd是什么意思(关于esd是什么意思的基本详情介绍) ?
甫心丙氨: 1、ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”.2、ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科.3、因此,国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD,中文名称为静电阻抗器.
河津市15596087165: ESD是什么? - ?
甫心丙氨: 电子行业用的比较多,是静电放电(Electrostatic Discharge)的意思,也有叫静电泄放的,日常交流中一般泛指防静电的意思,比如ESD管理,或者说ESD材料,通常就是指防静电的管理,和防静电的材料.石化行业及自动化行业也有这个词,一般用来表示紧急停车系统(Emergency Shotdown Device),也叫做紧急关断系统.一般是用于油气开采或传输时,出于安全考虑,在某些紧急情况下自动停止某些设备或关断某些重要阀门. 满意请采纳.
河津市15596087165: ic文档中的esd保护是什么意思 - ?
甫心丙氨: ESD是代表英文ElectroStatic Discharge即"静电放电"的意思.ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁干扰)等的学科.近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视.——转自参考资料
河津市15596087165: 关于ESD??
甫心丙氨: ESD的意思是“静电释放”的意思,即"静电放电"的意思.ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科.因此,国际上习惯将用于静电防护的器材统称为“ESD”,中文名称为静电阻抗器 一.ESD知识介绍 静...
河津市15596087165: 单片机中的 ESD 或 ESD保护 是什么意思 ? - ?
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