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ESD及ESD放电模型

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ESD,英文全称Electro-Static discharge,意思是静电释放

静电是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。

根据ESD产生的原因及其对集成电路放电的方式不同,将ESD放电模型总结成以下三类:

1.     人体放电模型(Human-body model, HBM)

2.     机器放电模型(Machine Model, MM

3.     组件充电模型(Charged Device Model, CDM

人体放电模型HBM

人体放电模型是指因摩擦等因素在人体上积累了静电,当人去碰触电子器件时,人体上的静电会进入器件内部,再经由器件放电到地,这个放电过程会在几百纳秒的时间内产生数安培的瞬间放电电流,造成IC内的组件烧毁。人体放电模型的等效电路如下图所示。


机器放电模型MM

机器放电模型指机器本身积累了静电,当电子器件碰到机器时,静电经过器件的pin释放。因为机器时金属,其等效电阻为0,放电过程更短,在几纳秒或者几十纳秒内有数安培的瞬时放电电流经过。机器放电模型的等效电路如下图所示。


组件充电模型CDM

组件充电模型是指IC先因摩擦或者其他原因导致电子器件内部积累静电,在此过程中器件并未损伤。当器件在转移或者处理过程中pin触碰到地,器件内部的静电经由器件造成放电现象,放电时间在几纳秒之内,其放电等效电路如下图。

以上三类模型中,对于光通行业的设备厂商或者器件厂商需要特别关注的是HBMMM。因为ESD通过这两种模式对电子器件造成破坏。所说的破坏主要指ESD对器件的突发性损伤和潜在性损伤,降低产品性能的稳定性,增加返工成本,严重的情况会带来产品质量问题,影响品牌形象。


综上,在电子产品全生命周期做好静电防护工作是一项重要而长期的系统工程,来料、生产、包装及运输的各个环节都需要按照标准的静电防护要求做好防护工作,同时产品也应满足IEC的相关静电测试等级。



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