静电是物体表面过剩或不足的静止电荷,是通过电子或离子的转移而形成的。一般固体静电电压可以达到20万伏以上,液体静电电压可以达到数万伏以上,人体静电电压可以达到1万伏以上。一般工业生产中,静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点,设备或人体上的静电位比较高可达数万伏以至数千万伏。静电较之流电受环境条件,特别是湿度的影响比较大;静电测量时复现性差、瞬态现象多,河南低压ESD保护元件封装。测量静电是为静电防护工程设计和改善产品自身抗静电性能设计,河南低压ESD保护元件封装,提供数据和依据,河南低压ESD保护元件封装。ESD静电保护元件可以做成阵列式,同时保护几路数据线免遭ESD的损坏。河南低压ESD保护元件封装
人体放电模型(HBM)是静电放电(ESD)模型的一种,是分析电子元件对静电放电耐受性特性时,**常使用的模型。人体放电模型是模拟带有静电的人碰到电子元件时,在几百纳秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流。对2千伏的ESD放电电压而言,其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33安培。1.HBM:HumanBodyModel,人体模型:该模型表征人体带电接触器件放电,Rb为等效人体电阻,Cb为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。河南低压ESD保护元件封装ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”,也称静电放电。
ESD静电放电机器模型,机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容是200pF,等效电阻为0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。静电放电充电器件模型,半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引起器件失效而建立的。
在ESD设计中,Diode是一种常见的器件。图2为Diode的一种典型应用情况,在VDD相对于VSS发生PositiveESDPulse时,Diode发生雪崩击穿并释放ESD电流,从而保护内部电路不受ESD影响。但由于二极管完全通过雪崩击穿释放ESD电流,在大电流下器件的功耗很大,因此这种模式下二极管的抗ESD能力往往很低,器件的微分电阻也较大;而在VDD相对于VSS发生NegativeESDPulse时,该Diode为正偏并释放ESD电流,由于二极管的正向导通电压很小,此模式下器件的功耗很小,因此其抗ESD能力非常强。由于Diode在正偏和反偏两种状态下的ESD能力差别非常大,因此目前在使用二极管作ESD保护器件时往往会采用非常大的器件面积提升二极管反偏状态下的ESD能力,如此一来,缺点是非常明显的,它增大了ESD器件的面积占用,更为严重的是,对于高频引脚而言,此方式会带来较大的寄生电容,使引脚的频率特性变差。ESD静电保护元件一般并联在电流中使用。
MOV具有ns级的快速响应,但是结电容一般在数十pF以上;GDT具有pF级以下的结电容,但是响应时间在数百ns以上;TSS的响应速度很快,可达ps级,其结电容一般也在数十pF以上;TVS的响应速度很快,可达ps级,其结电容目前比较低可以做到儿个pF;快速开关二极管的响应速度与TVS相同,其结电容可达到1pF以下。可见,MOV、GDT和TSS都不能用于高频电路的ESD防护;TVS可以直接使用在数百MHz的信号接口进行ESD防护,当用于GHz以上的信号接口必须采用降低结电容的措施:低容值的快速开关二极管可以直接或采用降低结电容的优化措施后用于数GHz的信号接口。静电干扰电流的放电路径主要有两条:一条通过外壳流向大地,另一条通过内部PCB流向大地。河南低压ESD保护元件封装
电阻不单独用于芯片的静电保护,它往往用于辅助的静电保护,如芯片***级保护和***级保护之间的限流电阻。河南低压ESD保护元件封装
人体带电的控制(1)在有防爆要求的车间内,不得使用塑料、橡胶等绝缘地面,并尽可能保持湿润。操作人员应穿防静电鞋,以减少人体带电。如铺有地毯应夹织金属丝,并与自来水管等接地体连接,以尽快导除静电。(2)在易燃易爆场所,工作人员不应穿合成纤维织物的衣服。(3)易燃易爆场所的坐椅不宜采用人造革之类的高阻材料制造。(4)对高压带电体应加屏蔽,人体应避免与高速喷射的气体接近,以防静电感应。避免静电过量积累有几种简单易行的方法:***,到自然环境中去。有条件的话,在地上赤足运动一下,因为常见的鞋底都属绝缘体,身体无法和大地直接接触,也就无法释放身上积累的静电。***,尽量少穿化纤类衣物,或者选用经过防静电处理的衣物。贴身衣服、被褥一定要选用纯棉制品或真丝制品。同时,远离化纤地毯。第三,秋冬季要保持一定的室内湿度,这样静电就不容易积累。室内放上一盆清水或摆放些花草,可以缓解空气中的静电积累和灰尘吸附。第四,长时间用电脑或看电视后,要及时清洗裸露的皮肤,多洗手、勤洗脸,对消除皮肤上的静电很有好处。第五,多饮水,同时补充钙质和维生素c,减轻静电对人带来的影响。河南低压ESD保护元件封装
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