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越爾興帶你初步了解關(guān)于ESD靜電防護(hù)
  靜電放電(ESD:Electrostatic Discharge),應(yīng)該是造成所有電子元器件或集成電路系統(tǒng)造成過(guò)度電應(yīng)力(EOS:Electrical Over Stress)破壞的主要元兇。因?yàn)殪o電通常瞬間電壓非常高(>幾KV),所以這種損傷是毀滅性和永久性的,會(huì)造成電路直接燒毀。所以預(yù)防靜電損傷是所有IC設(shè)計(jì)和制造的頭號(hào)難題。
  靜電,通常都是人為產(chǎn)生的,如生產(chǎn)、組裝、測(cè)試、存放、搬運(yùn)等過(guò)程中都有可能使得靜電累積在人體、儀器或設(shè)備中,甚至元器件本身也會(huì)累積靜電,當(dāng)人們?cè)诓恢榈那闆r下使這些帶電的物體接觸就會(huì)形成放點(diǎn)路徑,瞬間使得電子元件或系統(tǒng)遭到靜電放點(diǎn)的損壞,如同云層中儲(chǔ)存的電荷瞬間擊穿云層產(chǎn)生劇烈的閃電,會(huì)把大地劈開(kāi)一樣,而且通常都是在雨天來(lái)臨之際,因?yàn)榭諝鉂穸却笠仔纬蓪?dǎo)電。
  二極管有一個(gè)特性:正向?qū)ǚ聪蚪刂?,而且反偏電壓繼續(xù)增加會(huì)發(fā)生擊穿而導(dǎo)通,我們稱之為鉗位二極管。靜電保護(hù)就是利用反向截止的特性讓這個(gè)旁路在正常工作時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài),而外界有靜電的時(shí)候這個(gè)旁路二極管發(fā)生擊穿而形成旁路通路保護(hù)了內(nèi)部電路或者柵極。PN結(jié)的擊穿分兩種,分別是電擊穿和熱擊穿,電擊穿指的是雪崩擊穿(低濃度)和齊納擊穿(高濃度),而這個(gè)電擊穿主要是載流子碰撞電離產(chǎn)生新的電子,所以它是可恢復(fù)的,但熱擊穿是不可恢復(fù)的,因?yàn)闊崃烤奂瘜?dǎo)致硅被燒毀了。所以我們需要控制在導(dǎo)通的瞬間控制電流,一般會(huì)在保護(hù)二極管再串聯(lián)一個(gè)高電阻。
  根據(jù)靜電的產(chǎn)生方式以及對(duì)電路的損傷模式不同通常分為四種測(cè)試方式:人體放電模式(HBM)、機(jī)器放電模式(MM)、元件充電模式(CDM)、電場(chǎng)感應(yīng)模式(FIM),但是業(yè)界通常使用前兩種模式來(lái)測(cè)試。 
  1.人體放電模式(HBM)
  當(dāng)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,秋天和別人碰觸經(jīng)常觸電就是這個(gè)原因。
  2.機(jī)器放電模式(MM)
  當(dāng)機(jī)器移動(dòng)產(chǎn)生的靜電觸碰芯片時(shí)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?yàn)榻饘?,電容依舊為100pF。由于機(jī)器是金屬且電阻為0,所以放電時(shí)間很短,幾乎是ms或者us之間。但是更重要的問(wèn)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(huì)產(chǎn)生耦合作用,所以電流會(huì)隨時(shí)間變化而干擾變化。

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