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什么是ESD靜電放電？

ESD(Electro-Static discharge)的意思是"靜電放電"。

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展和生產(chǎn)工藝的逐漸完善，元件集成度越來越高，特征尺寸也越來越小，但電子元件ESD防護(hù)能力大大降低。元件中極薄的導(dǎo)電路徑往往不能承受參與其中的高ESD電壓作用，靜電放電過程可持續(xù)數(shù)納秒至數(shù)百納秒，放電電壓可能高達(dá)幾百伏甚至上千伏，放電電流可能高達(dá)數(shù)安培甚至數(shù)十安培，電子元件在這樣高壓、大電流的作用下會發(fā)生不可逆的破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品明顯損壞或功能受損。

靜電在多個領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。特別是半導(dǎo)體行業(yè)，靜電已經(jīng)成為集成電路產(chǎn)品的“質(zhì)量殺手”。在集成電路失效案例中，靜電導(dǎo)致失效的原因占比達(dá)40%左右。電子電器產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至損壞，最大的可能原因就是靜電對產(chǎn)品電子元件造成的損害。

電子元器件ESD靜電放電測試方法

ESD產(chǎn)生的原因較多，對于集成電路電子元件產(chǎn)品，常見的ESD 被分類為下列三類，分別是：人體放電模式(HBM, Human Body Model), 機(jī)器放電模式(MM, Machine Model)以及元件充電模式(CDM, Charge Device Model)。

人體放電模式（HBM）

人體摩擦產(chǎn)生了電荷突然碰到芯片釋放的電荷導(dǎo)致芯片燒毀擊穿，秋天和別人觸碰經(jīng)常觸電就是這個原因。業(yè)界對HBM的ESD標(biāo)準(zhǔn)也有跡可循(MIL- STD-883C method 3015.7，等效人體電容為100pF，等效人體電阻為1.5Kohm)，或者國際電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(EIA/JESD22-A114-A)也有規(guī)定，看你要follow哪一份了。如果是MIL-STD-883C method 3015.7，它規(guī)定小于<2kV的則為Class-1，在2kV~4kV的為class-2，4kV~16kV的為class-3。 

機(jī)器放電模式（MM）

機(jī)器(如robot)移動產(chǎn)生的靜電觸碰芯片時由pin腳釋放，次標(biāo)準(zhǔn)為EIAJ-IC-121 method 20(或者標(biāo)準(zhǔn)EIA/JESD22-A115-A)，等效機(jī)器電阻為0 (因為金屬)，電容依舊為100pF。由于機(jī)器是金屬且電阻為0，所以放電時間很短，幾乎是ms或者us之間。但是更重要的問題是，由于等效電阻為0，所以電流很大，所以即使是200V的MM放電也比2kV的HBM放電的危害大。而且機(jī)器本身由于有很多導(dǎo)線互相會產(chǎn)生耦合作用，所以電流會隨時間變化而干擾變化。 

元件充電模式（CDM）

電子元器件在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中因為磨擦或其他原因而在元件內(nèi)部積累了靜電，但在靜電積累的過程中元件沒有快速釋放電荷的過程，所以本身并未受到損傷。這種帶有靜電的元件的管腳接近或者觸碰到導(dǎo)體或人體時，元件內(nèi)部的靜電便會瞬間放電，此種模式的放電時間可能只在幾ns內(nèi)。

電子元器件ESD靜電放電測試常見標(biāo)準(zhǔn)

- GB/T17626.2

- IEC61000-4-2 靜電放電抗擾度測試

- EN61000-4-2

- JESD22-A114F  靜電敏感測試標(biāo)準(zhǔn)-人體模式

- MIL-STD-883K_CHG-2微電子器件試驗方法和程序

- AEC-Q100-002-REV-D  

- ANSI-ESDA-JEDEC JS-001-2014

- ESDA STM5.2 JEDEC EIA/JESD22-A115

- AEC-Q100-003

電子元器件ESD靜電放電測試機(jī)構(gòu)

靜電是一種看不見的破壞力，會對電子元器件產(chǎn)生影響。在電子元器件測試過程中，ESD是一項非常關(guān)鍵的指標(biāo)來表征電子元器件的可靠性。優(yōu)科檢測是專業(yè)第三方電子元器件檢測機(jī)構(gòu)，實驗室具備ESD靜電放電測試能力，可提供電子元器件ESD靜電放電測試、二次篩選、失效分析等可靠性驗證服務(wù)。