當(dāng)今在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中,人們很關(guān)心的是如何迸行電子產(chǎn)品的靜電放電保護(hù)。因?yàn)樗翘岣弋a(chǎn)品的耐受性并關(guān)系影響整個(gè)電子工業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的重要問(wèn)題,所以靜電破壞與促使靜電放電(ESD)保護(hù)己顯得日益重要。這是因?yàn)殡S著近來(lái)零件小型化和半導(dǎo)體高集成化趨勢(shì),其靜電放電而引起的電路或器件的靜電破壞已成為一大隱患的技術(shù)問(wèn)題。靜電破壞隱患問(wèn)題是如何產(chǎn)生的吶

眾所周知,MOS結(jié)構(gòu)的IC、FET及高頻器件等產(chǎn)品對(duì)靜電非常敏感,容易受到靜電破壞。其MOS器件比雙極器件更易遭受到ESD破壞,并且隨著制造工藝尺寸的每一次縮短而更加脆弱。由于隨著IC制造工藝從500nm左右演變到90nm和更小尺寸,集成器件的擊穿電壓已大大降低。這與工作電壓的降低直接相關(guān),在計(jì)算核心領(lǐng)域幅度最大,而且在I/O、存儲(chǔ)器、模擬電路也是如此。這個(gè)趨勢(shì)的一個(gè)受害者就是傳統(tǒng)的保護(hù)器件,它們的閾值電壓超過(guò)了當(dāng)前器件的最高電壓應(yīng)力極限。IC內(nèi)部的傳導(dǎo)膜也會(huì)遭受ESD導(dǎo)致熔斷引發(fā)的故障,從而導(dǎo)致斷路。熔斷行為遵循門特征。內(nèi)部峰值電流高達(dá)30A時(shí),即使ESD的短暫閃擊也能毀壞鈦鎢或鎳鉻薄膜跡線。

為此防范危險(xiǎn)的最好保護(hù)方法首先應(yīng)了解危險(xiǎn)的性質(zhì),以及它對(duì)系統(tǒng)的損害方式。通過(guò)靜電電位傳感器“EP傳感器”的測(cè)量與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采取怎樣的除靜電措施來(lái)實(shí)施電子產(chǎn)品的靜電放電保護(hù),這就是本文研討的思路與重點(diǎn)。首先對(duì)半導(dǎo)體器件的靜電破壞模式作闡述。

半導(dǎo)體器件的靜電破壞模式

器件的靜電破壞模式大致分為以下3種:人體帶電模式(HBM)、機(jī)器模式(MM)、器件帶電模式(CDM)。

人體帶電模式(HBM),見(jiàn)圖1(a)。人體帶電模式為人體所帶的電荷接觸到器件端子時(shí)放電的模式。其發(fā)生原因是因未穿著防靜電腕帶與導(dǎo)電鞋與直接用手接觸端子等造成。

機(jī)器模式(MM),見(jiàn)圖1(b)。機(jī)器模式(MM)為金屬裝置所帶的電荷接觸到器件端子時(shí)放電的模式。其發(fā)生原因是因設(shè)備或機(jī)器人的帶電、接地不充分與電絡(luò)鐵的電源泄漏等造成。

器件帶電模式(CDM),見(jiàn)圖1(c)。器件帶電模式為器件的導(dǎo)體部(芯片、電線、引線框等)帶靜電、器件端子接觸到設(shè)備或工具夾具時(shí)放電的模式。其發(fā)生原因是因IC的自動(dòng)裝配機(jī)的搬運(yùn)部分發(fā)生摩擦帶電等造成。

篇2:靜電放電保護(hù)措施（5）

⑻具備電離平衡測(cè)量功能,可以確認(rèn)除靜電器的性能。通過(guò)安裝監(jiān)視器面板可以簡(jiǎn)便地查看簡(jiǎn)易電離平衡。關(guān)于除靜電器與監(jiān)視器安裝板之間的距離,可參照各除靜電器廠商的建議設(shè)置最小距離。

2EP傳感器技術(shù)指標(biāo)與輸出

技術(shù)指標(biāo)(以小金井公司產(chǎn)的DTY-EPS型為例)如下:電源電壓為DC24V±10%;電源電流50mA以下;測(cè)量范圍為5mm—50mm;精度為±5%rdg±2dig;判定輸出的方式為NPN晶體管集電極開(kāi)路,施加電壓30VDC以下,其SINK電流為20mA以下;傳感器異常輸出的方式為NPN晶體管集電極開(kāi)路,施加電壓30VDC以下,其SINK電流為20mA以下;模擬輸出其輸出電壓為1V—5V,而零點(diǎn)為3V;通信I/F符合RS232C;采樣周期約10ms;數(shù)據(jù)輸出周期為100ms,200ms,500ms,1s;輸入輸出響應(yīng)時(shí)間(平均化數(shù)據(jù)輸出模式時(shí))為最大數(shù)據(jù)輸出周期的2倍;溫度特性為—O.5%FS/℃;運(yùn)行溫度范圍為O—40℃;電纜線長(zhǎng)度為3m;外殼材質(zhì)為導(dǎo)電性ABS樹(shù)脂;外形尺寸為61.2(W)mm*34.2(H)mm~15.0(D)mm。

3EP傳感器應(yīng)用

使用實(shí)例:硅晶片等的電位測(cè)量,可通過(guò)支持軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)定、顯示和管理;除去包裝用薄膜等的電位測(cè)量;樹(shù)脂容器、零件等的電位測(cè)量;測(cè)量除靜電前和除靜電后的電位與安裝監(jiān)視器安裝板來(lái)測(cè)量除靜電器的電離平衡及玻璃電路板等的電位測(cè)量。

4EP傳感器連接實(shí)例

EP監(jiān)視器連接(通過(guò)電腦來(lái)進(jìn)行設(shè)定時(shí))如圖8所示。

從圖8可知,通過(guò)電腦進(jìn)行設(shè)定的EP監(jiān)視器連接是由外部控制裝置與電腦及其組件構(gòu)成。而組件必需是EP傳感器1臺(tái)(如DTY-EPS型)與EP監(jiān)視器1臺(tái)(如DTY-EPU)及電源SW?通信電纜線.及EP傳感器用通信電纜線。

除了以上所述利用電子產(chǎn)品的靜電放電保護(hù)來(lái)保護(hù)系統(tǒng)以外,還有防止高壓靜態(tài)輸入技術(shù)與芯片AAT4684的應(yīng)用,詳見(jiàn)附錄。

附錄

用AAT4684—3*2.75mml包裝提供高達(dá)28V的過(guò)電壓保護(hù)。其特征為:最高+28V的過(guò)電壓保護(hù);固定或可調(diào)節(jié)的過(guò)電壓保護(hù)閾值;3V欠壓鎖定閾值,即快速過(guò)電壓保護(hù)響應(yīng),過(guò)電壓瞬變值1μs(最大);低靜態(tài)電流,即常用-30μA與關(guān)機(jī)(禁用)時(shí)電流最大為1μA;常用100mΩ(最大為130mΩ)RDS(ON),電壓為4.5V;最大連續(xù)電流為1.8A;TSOPJW—12封裝。

AAT4684指標(biāo):Vin為0.3V~28V,RDS(ON)為100mΩ,IQ為30μA,TRESPOV為1μs。

該芯片優(yōu)點(diǎn)為高壓保護(hù),靈活的過(guò)電壓保護(hù)閾值設(shè)置,阻止非有用輸入源,快捷且安全的過(guò)電壓保護(hù),延長(zhǎng)電池壽命,低壓差,廣泛應(yīng)用的高連續(xù)電流與小型解決方案。

篇3:靜電放電保護(hù)措施（4）

新型靜電電位傳感器“EP傳感器”的測(cè)量與應(yīng)用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器。無(wú)需在靜電的測(cè)量和管理方面花費(fèi)工時(shí),即可適時(shí)監(jiān)視肉眼無(wú)法看見(jiàn)的靜電。可通過(guò)適時(shí)監(jiān)視來(lái)針對(duì)那些便攜式測(cè)量器具難以測(cè)量的地方進(jìn)行靜電管理。

靜電電位傳感器“EP傳感器”主要利用了帶電物體和檢測(cè)電極之間的靜電感應(yīng)現(xiàn)象。帶電物體的電場(chǎng)會(huì)致使檢測(cè)電極表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷。該感應(yīng)電荷會(huì)被換算成帶電物體的電位并顯示出來(lái)。其基本原理見(jiàn)圖6。電荷Q(感應(yīng)電荷)與電壓V(帶電電壓)成比例。

實(shí)際上,在檢測(cè)電極的前面還內(nèi)置有可高速開(kāi)閉的音叉快門。可根據(jù)該音叉快門的開(kāi)閉量來(lái)獲得與帶電量成比例的交流信號(hào),然后利用該信號(hào)測(cè)量帶電物體的電位,EP傳感器用音叉快門方式迸行測(cè)量。

1靜電電位傳感器“EP傳感器”技術(shù)特征與應(yīng)用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器,可實(shí)現(xiàn)便攜式測(cè)量器具無(wú)法實(shí)現(xiàn)的在線靜電測(cè)量和適時(shí)監(jiān)視。采用一體式結(jié)構(gòu),具備低成本化和節(jié)省總體空間的特點(diǎn)。值此以Creceed(克雷斯德)靜電電位傳感器“EP傳感器”為例說(shuō)明其技術(shù)特征與應(yīng)用。

⑴可實(shí)現(xiàn)在線靜電管理。無(wú)需在靜電的測(cè)量和管理方面花費(fèi)工時(shí),即可適時(shí)監(jiān)視肉眼無(wú)法看見(jiàn)的靜電。可通過(guò)適時(shí)監(jiān)視來(lái)針對(duì)那些便攜式測(cè)量器具難以測(cè)量的地方進(jìn)行靜電管理。

⑵簡(jiǎn)便功能。簡(jiǎn)單設(shè)計(jì),采用了一體式設(shè)計(jì),EP傳感器具備判定輸出和異常輸出功能。此外,無(wú)需通過(guò)放大器等設(shè)備即可直接連接外部控制設(shè)備,因而可以節(jié)省總體空間。

⑶電壓數(shù)據(jù)具有“數(shù)字輸出”和”“模擬輸出”兩種。可以選擇與控制裝置之間的連接方式。可以用做面向外部的判定輸出,或是利用電腦進(jìn)行歷史記錄管理等。

⑷判定輸出功能。一旦超過(guò)設(shè)定電壓(臨界值),便會(huì)通過(guò)傳感器LED和電壓比較輸出(判定輸出)發(fā)出通知,如圖7(a)所示。

⑸具有3種動(dòng)作模式。平均化數(shù)據(jù)輸出模式、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸出模式、電離平衡監(jiān)視器模式。

①平均化數(shù)據(jù)輸出模式將測(cè)得的數(shù)據(jù)平均化之后向外部輸出。數(shù)據(jù)輸出周期可以選擇:100ms、200ms、500ms、1s。

②實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸出模式.將測(cè)得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)向外部輸出,數(shù)據(jù)輸出周期可以選擇:100ms、200ms、500ms、1s。

③電離平衡監(jiān)視器模式.測(cè)量除靜電器的電離平衡。

⑹具備校零開(kāi)關(guān)功能。利用校零開(kāi)關(guān)功能,可以將當(dāng)前的測(cè)量值調(diào)整為0V。

⑺EP傳感器的設(shè)定方式可以選擇“EP監(jiān)視器”和“電腦軟件”2種。EP傳感器的設(shè)定可通過(guò)EP監(jiān)視器或電腦軟件來(lái)進(jìn)行,設(shè)定通過(guò)S232C進(jìn)行,見(jiàn)圖7(b)所示。