靜電放電的三種模式

靜電放電的三種模式：

靜電對電子產（chǎn）品的損害有多種形式，其中最常見、危害最（zuì）大的是靜電放電（diàn）（ESD）。帶靜電的物體（tǐ）與元器件有電接觸時，靜電會轉移到元器件上或通過元器件放電；或（huò）者元器件本身帶電，通過其它物體放電。這兩種（zhǒng）過程（chéng）都可能損傷元器件，損傷的程度與靜電放電的有關。實際過程中（zhōng）靜電的來源有很多，放電（diàn）的形式也有多種。但通過對靜（jìng）電的主要來源以及實際發（fā）生的靜電放電過程（chéng）的研究認為，對（duì）元器件造成損傷的主要是三種模式（shì），即帶點人體的靜電放電模式、帶電機器的放（fàng）電模式和充電器件的放電（diàn）模式。 

1.帶電的人體的放電模式(HBM)

由於人體會與各種物體間發（fā）生接觸和磨擦，又與元器件接觸，所以人體易帶靜電，也容易對元器件造成靜電損傷。普遍（biàn）認為大部（bù）分元器件靜電損傷是由人體靜電造成的。帶靜電（diàn）的人（rén）體可（kě）以等效為等效電路，這個等（děng）效電路又稱人體靜電放電模型（Human Body Model）。其中，Vp帶靜電的人體與地的電位差，Cp帶靜電的（de）人體與地之（zhī）間的（de）電容量，一般（bān）為（wéi）50-250pF；Rp人體（tǐ）與被（bèi）放電體之間的電阻值，一般為102-105Ω。

人體與被放電體之間的放電有兩種。即接觸放電和電弧放電。接觸放電時人體（tǐ）與被放電之間的電阻值是個恒定值。電弧放電是在人體與被放電體之間有一定距（jù）離（lí）時，它們（men）之間空間的電場強度大於其介質（如空氣）的介電強度，介（jiè）質電離（lí）產生電弧放電，暗場中可見弧（hú）光。電弧放電的特（tè）點是在放電的初始階段，因為空氣是**導（dǎo）體，放電通道的阻抗較高，放（fàng）電電流較小；隨（suí）著放電的進行，通道溫度升高，引起局部電離，通道阻（zǔ）抗逐漸降低，電流增大，直至達到一個峰值；然後，隨著人體靜電能量的釋放，電流逐漸（jiàn）減（jiǎn）少，直至電弧（hú）消失。

2.帶電機器的放電模式（MM）

機器因為（wéi）摩擦或（huò）感應也會帶電。帶電機器通過電子元器件放電也會造成損傷。機器放電的模型（xíng）（Machine Model）。與人體模式（shì）相比，機器沒有電阻，電容則相對（duì）要大。 

3.充（chōng）電器件的放電模型（CDM）

在元器件裝配、傳遞、試驗（yàn）、測試、運（yùn）輸和儲存的過（guò）程中由於殼體與其它材料磨（mó）擦，殼體會帶靜（jìng）電。一旦元器件引出腿接地（dì）時，殼體將通過芯體和引出腿對地放電。這種形式的放電可用所謂（wèi）帶電器件模型(Charged-Device Model，CDM)來描述。下麵以雙極（jí）型和MOS型（xíng）半導體器件為例給出靜電放電的等效電路（lù）。雙極型器件的CDM等效電路，Cd為（wéi）器件與周圍物體及地之間的電容，Ld為器件導電網絡的等效電感，Rd為芯片上放電電流通路的等效電阻。串（chuàn）聯著的Rd、Cd和Ld等效於（yú）帶電（diàn）器件。開關S合上表示（shì）器件與地的放電接觸，接觸電阻為Rc。　

MOS器件的CDM等效電路。由於MOS器件各個管腿的放電時間長短相差很（hěn）大，所以（yǐ）要用（yòng）不同的放電通路（lù）來（lái）模擬，每條放電通路都用其等（děng）效（xiào）電容、電阻和（hé）電感來（lái）表示（shì）。當開關S閉合而且有任一（yī）個管腿接地時，各通路存儲的電荷將要放電。若（ruò）在放電過程中，各個通路的放電特性不同，就（jiù）會引起相互間的電勢差。這一電勢差也會造成（chéng）器件的損壞，如柵介質擊穿等。

器件放電等效電容Cd的大小和器（qì）件與周（zhōu）圍物體（tǐ）之（zhī）間的位置及取向有關，有相關的表格給出了雙列直插封裝器件在不（bú）同取向時的等（děng）效電容值，可見管殼（ké）的取向不同，電容可相差十幾倍，因而其靜電放電閾值可以有顯著差（chà）別。