信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所元器件可靠性研究分析中心的電子元器件抗ESD技術講義DOC(DOC)

電子元器件抗ESD技術講義第19頁PAGE第2章制造過程的防靜電損傷技術靜電現(xiàn)象是客觀存在的，防止靜電對元器件損傷的途徑只有兩條：一是從元器件的設計和制造上進行抗靜電設計和工藝優(yōu)化，提高元器件內(nèi)在的抗靜電能力；另一方面，就是采取靜電防護措施，使器件在制造、運輸和使用過程中盡量避免靜電帶來的損傷。對元器件的使用方，包括后工序廠家、電路板、組件制造商以及整機廠商來說，主要甚至只能采取后一種方法來防止或減少靜電對元器件的損害。2.1靜電防護的作用和意義 為什么要在制造過程中采取防靜電控制措施？我們從以下三個方面來說明。2.1.1多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件多數(shù)未采取保護措施的元器件靜電放電敏感度都是很低，很多在幾百伏的范圍，如MOS單管在100-200V之間，GaAsFET在100－300V之間，而且這些單管是不能增加保護電路的；一些電路尤其是CMOSIC采取了靜電保護設計，可雖然以明顯的提高抗ESD水平，但大多數(shù)也只能達到2000－4000V，而在實際環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓則可能達到上萬伏（如第1章的表1.4和表1.6。因此，沒有防護的元器件很容易受到靜電損傷。而且隨著元器件尺寸的越來減小，這種損傷就會越來越多。所以我們說，絕大多數(shù)元器件是靜電敏感器件，需要在制造、運輸和使用過程中采取防靜電保護措施。表2.1列出了一些沒有靜電保護設計器件的靜電放電敏感度。表2.1一些器件的靜電敏感度器件類型實例靜電敏感度(單位kV)MOSFET3CO、3DO系列0.1-0.2JFET3CT系列0.14-1.0GaAsFET0.1-0.3CMOSCO00、CD400系列0.25-2.0HMOS6800系列0.05-0.5E/DMOSZ80系列0.2-1.0VMOS0.03-1.8ECL電路EOOO系列0.3-2.5SCL(可控硅)0.68-1.0S-TTL54S、74S系列0.3-2.5DTL7400、5400系列0.38-7.0石英及壓電晶體<10.02.1.2靜電對電子行業(yè)造成的損失很大 電子行業(yè)如微電子、光電子的制造和使用廠商因為靜電造成的損失和危害是相當嚴重的。據(jù)美國1988年的報道，它們的電子行業(yè)中，由于ESD的影響，每年的損失達50億美元之多；據(jù)日本統(tǒng)計，它們不合格的電子器件中有45％是由于靜電而引起的；我國每年因靜電危害造成的損失也至少有幾千萬。圖2.1是美國Ti公司對某一年對客戶失效器件原因進行分析統(tǒng)計的結果，從中可以看到由EOS/ESD引起的失效占總數(shù)的47%；圖1.2是美國半導體可靠性新聞對1993年從制造商、測試方和使用現(xiàn)場得到的3400例失效案例進行的統(tǒng)計，從中可以看到,EOS/ESD造成的失效也達到20%。而圖2.3是一個CMOS器件和一個雙極型器件在受到ESD損傷后芯片內(nèi)部的相貌像。圖2.1Ti公司某一年客戶失效器件原因的分析統(tǒng)計圖2.21993年從制造商、測試方和使用現(xiàn)場得到的3400例失效案例統(tǒng)計與國際上發(fā)達國家相比，我國在這方面的工作起步要晚很多，差距也較大。直到最近幾年才真正重視和發(fā)展起來。在軍品方面，如修改版的國軍標GJB548A-96和國軍標128A－97分別增加了對微電路和分立器件的靜電放電敏感度分類要求；并要求貫徹國標的產(chǎn)品必須給出ESDS的值；在民品方面，合資和獨資企業(yè)的狀況較好，起步較早，大多參照國外企業(yè)的做法，在抗ESD設計和靜電防護方面都達到了較高的水平，如上海的貝嶺、南京的富士通、廣東北電等；而其它民品企業(yè)也已經(jīng)意識到靜電問題重要性，并在產(chǎn)品的抗靜電設計和生產(chǎn)線的靜電防護方面投入人員和資金，取得了很好的效果。 雖然國內(nèi)企業(yè)正在逐步改進，但仍然存在不小的差距。舉例來說，如軍品CMOS電路還未提出2kV的要求；有些生產(chǎn)線豪華裝修，但無防靜電措施；從業(yè)人員缺乏關于ESD的上崗培訓等。2.2靜電對電子產(chǎn)品的損害 靜電對電子產(chǎn)品的損害有多種形式，并具有自身的特點。2.2.1靜電損害的形式靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產(chǎn)生放電電流。這三種特性能對電子元器件的三種影響：靜電吸附灰塵，降低元器件絕緣電阻（縮短壽命）。靜電放電（ESD）破壞，造成電子。靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞（電磁干擾）這三種形式對元器件造成的損傷，既可能是永久性的（如功能喪失，不能恢復），也可能是暫時性的（如靜電放電產(chǎn)生的干擾使功能暫時喪失）；既可能是突發(fā)失效，也可能是潛在失效。其中靜電放電(ESD)事件是造成元器件損傷最常見和最主要的原因。2.2.2靜電損害的特點相對與其它應力，靜電對電子產(chǎn)品損害存在以下一些特點：(1)隱蔽性人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺,這是因為人體感知的靜電放電電壓為2－3KV,所以靜電具有隱蔽性。(2)潛在性和累積性有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。(3)隨機性電子元件甚么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機動性性。其損壞也具有隨機動性性。(4)復雜性靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。2.2.3可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程元器件從生產(chǎn)到使用的整體過程中都可能遭受靜電損傷，依各階段的可分為：(1)元器件制造過程在這個過程，包含制造，切割、接線、檢驗到交貨。(2)印刷電路版生產(chǎn)過程收貨、驗收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。(3)設備制造過程電路板驗收、儲存、裝配、品管、出貨。(4)設備使用過程收貨、安裝、試驗、使用及保養(yǎng)。(5)設備維修過程在這整個過程中，每一個階段中的每一個小步驟，元件都可能遭受靜電的影響，而實際上，最主要而又容易疏忽的一點卻是在元器件的傳送與運輸?shù)倪^程。在這整個過程中，不但包裝因移動容易產(chǎn)生靜電外，而且整個包裝容易暴露在外界電場(如經(jīng)過高壓設備附近，工人移動頻繁、車輛迅速移動等)而受到破壞，所以傳送與運輸過程需要特別注意以減少損失，避免無謂之糾紛。所以，從元器件的制造，使用到維修的任一環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生靜電損害。2.3靜電防護的目的和總的原則2.3.1目的和原則靜電防護的根本目的是在電子元器件、組件、設備的制造和使用過程中，通過各種防護手段，防止因靜電的力學和放電效應而產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的危害，或將這些危害限制在最小程度，以確保元器件、組件和設備的設計性能及使用性能不致因靜電作用受到損害。前面我們已經(jīng)提到，電子工業(yè)中靜電危害的主要形式是靜電放電引起的元器件的突變失效和潛在失效，并進而造成整機性能的下降或失效。所以，靜電防護和控制的主要目的應是控制靜電放電，亦即防止靜電放電的發(fā)生或將靜電放電的能量降至所有敏感器件的損傷閾值之下。從原則上說靜電防護應從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩方面進行，控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇；控制靜電的消散則主要是快速而安全地將靜電泄放和中和；兩者共同作用的結果就有可能使靜電電平不超過安全限度，達到靜電防護的目的。2.3.2基本思路和技術途徑 靜電放電會對器件造成損害，但通過采取正確和適當?shù)撵o電防護和控制措施，建立靜電防護系統(tǒng)，那么就可以消除或控制靜電放電的發(fā)生，使其對元器件的損害降至最小。對靜電敏感器件進行靜電防護和控制的基本思想有兩條：(1)對可能產(chǎn)生接地的地方要防止靜電的聚集，及采取一定的措施，避免或減少靜電放電的產(chǎn)生，或采取“邊產(chǎn)生邊泄漏”的方法達到消除電荷積聚的目的，將靜電荷控制在不致引起產(chǎn)生危害的程度。對已存在的電荷積聚，迅速可靠地消除掉。所以生產(chǎn)過程中靜電防護的核心是“靜電消除”。為此可建立一個靜電完全工作區(qū)，即通過使用各種防靜電制品和器材，采用各種防靜電措施，使區(qū)域內(nèi)的可能產(chǎn)生的靜電電壓保持在對最敏感器件安全的閾值下。其基本途徑有：工藝控制法旨在使生產(chǎn)過程中盡量少產(chǎn)生靜電荷.為此應從工藝流程、材料選擇、設備安裝和操作管理等方面采取措施，控制靜電的產(chǎn)生和積聚，抑制靜電電位和靜電放電的能力，使之不超過危害的程度。如在半導體制造過程中，當高速器件的淺結形成工序完成后，對沖洗用的去離子水的電阻率就必須控制。雖然電阻率越高，潔凈效果越好，但電阻率越高。絕緣性越越好，在芯片上產(chǎn)生的靜電就越高。因此一般要控制在略高于8MΩ的水平，而不能是初始工序用的16－17MΩ。還有在材料選擇上，包裝材料要采用防靜電材料，盡量避免未經(jīng)處理的高分子材料。泄漏法旨在使靜電通過泄漏達到消除的目的。通常采用靜電接地是電荷向大地泄漏；也有采用增大物體電導的方法使接地沿物體表面或通過內(nèi)部泄漏，如添加靜電劑或增濕。最常見的是工作人員帶的防靜電腕帶，靜電接地柱。靜電屏蔽法根據(jù)靜電屏蔽的原理，可分為內(nèi)場屏蔽和外場屏蔽兩種。具體措施是用接地的屏蔽罩把帶電體與其它物體隔離開來，這樣帶電體的電場將不會影響周圍其它物體（內(nèi)場屏蔽）；有時也用屏蔽罩八被隔離的物體包圍起來，使其免受外界電場的影響（外場屏蔽）。如GaAs器件包裝多采用金屬盒或金屬膜。復合中和法旨在使靜電荷通過復合中和的辦法，達到消除的目的。通常利用接地消除器產(chǎn)生帶有異號電荷的離子與帶電體上的電荷復合，達到中和的目的。一般來說當帶電體是絕緣體時，由于電荷在絕緣體上不能流動，所以不能采用接地的辦法泄漏電荷，這時就必須采用靜電消除器產(chǎn)生異號離子去中和。如對生產(chǎn)線傳送帶上產(chǎn)生的靜電荷就采用這種方法進行消除。整凈措施旨在避免尖端放電的現(xiàn)象。為此，應該盡可能使帶電體及周圍物體的表面保持光滑和潔凈，以便減少尖端放電的可能性。2.4靜電防護材料 靜電防護材料或防靜電材料在靜電防護和控制工程中占有重要的地位，由防靜電材料制成的靜電防護用品如容器、服裝、傳送帶等是制造過程中必不可少的。2.4.1與靜電防護材料有關的基本概念 這里先介紹一些在靜電防護和控制技術中用到的與材料有關的基本概念。電阻和電阻率：這是靜電控制技術中最關鍵的兩個概念，它們經(jīng)常混淆，不僅被用來表示材料，還用于描述評估材料的測試方法。體電阻率：指某材料單位厚度上的直流壓降與單位面積上通過的電流之比。體電阻系數(shù)是材料的基本參數(shù)之一，表示其導電性能，單位為歐姆/厘米。表面電阻率：該參數(shù)用于厚度一定的薄膜材料，其定義為表面上單位長度的直流壓降與單位寬度流過電流之比。它指正方形兩對邊之間的阻值，只要面積遠遠大于薄膜厚度，則該阻值與正方形的大小無關。表面電阻率的單位是歐姆。電阻：從另一方面表示不同形狀(面積和長度)和電阻率的材料對電流的阻礙作用，它同時表明材料的表面或表面與地之間的電路連通性以及物體的放電能力，單位是歐姆。表面電阻：根據(jù)EOS/ESDS11.11“靜電釋放平面材料的表面電阻測量”中的定義，表面電阻是指材料某個面上兩點間的直流電壓與通過的電流之比，以歐姆表示。表面電阻值與材料的結構無關。體電阻：根據(jù)ESDDS11.12“靜電釋放平面材料的體電阻測量”中的定義，體電阻是指材料兩端之間的直流電壓與通過電流的比值，它的單位也是歐姆。絕緣材料：一般指表面電阻系數(shù)在1×1012歐姆或體電阻系數(shù)在1×1011歐姆/厘米以上的材料。絕緣材料的表面或內(nèi)部基本上沒有電流流動，它的電阻很大，難于接地。這種材料內(nèi)的靜電荷會在上面保留很長時間。導電材料：一般指表面電阻系數(shù)小于1×105歐姆或體電阻系數(shù)小于1×104歐姆/厘米的材料。這種材料電阻小，電子在其表面及內(nèi)部流動非常容易，可流向任何接觸到的其它導體或大地。耗散材料：一般指表面電阻系數(shù)大于或等于1×105而小于1×1012歐姆，或體電阻系數(shù)大于或等于1×104而小于1×1011歐姆/厘米的材料。屏蔽材料：一般指導電層每毫米厚度的表面電阻系數(shù)小于1×104歐姆，或體電阻系數(shù)小于1.0×103歐姆/厘米的材料，采用這種材料制作的法拉第保護罩可防止靜電敏感器件受到靜電的影響。抗靜電性：通常指材料抑制磨擦起電的特性。材料的抗靜電性與其電阻或電阻率沒有必然的聯(lián)系。如有些抗靜電材料，電阻很高，屬高絕緣型，但起電力很小，多次摩擦都不會產(chǎn)生靜電積累。理解并正確使用靜電控制中的這些基本概念，可以使用語更加準確，這樣有助于有效地實施ESD控制。2.4.2靜電防護材料的主要參數(shù) 表征起電能力的參數(shù)： 表面靜電位U，帶電量Q或電荷面密度。表征衰減能力的參數(shù)：表面電阻RS，泄漏電阻R（對制品）；表面電阻率S、體電阻率、V（對材料）；時間常數(shù)或靜電半衰期t1/2：對介質(zhì)＝，對導體＝RC（1/e）;t1/2=0.692.4.3靜電防護材料的分類如在基本概念中的闡述，根據(jù)防靜電材料的導電性能，可將其分為靜電絕緣、耗散、導電和屏蔽四種，如以表面電阻率(單位/)劃分如下：1041051012靜電屏蔽靜電耗散材料靜電絕緣材料靜電導體注：具體的分界數(shù)值不同標準或不同企業(yè)有所不同，而且有些分類更細。還有的標準以體電荷密度作為劃分的參數(shù) 根據(jù)防靜電材料的來源分，可以分為天然材料和人造材料兩大類。天然材料如金屬，棉織物等；而在靜電防護工程中，大量使用的是人工制造或經(jīng)過人為改造的材料。人造材料主要有兩種制造方法：一是在原來的材料中添加帶電性材料或物質(zhì)，如碳黑、石墨、碳纖維的炭類，或金屬粉、金屬纖維等金屬類，或抗靜電劑等化合物類。添加的材料或制品具有永久性；另一種方式是表面涂敷，如在工具的把手等表面涂敷表面活性劑，利用分子的極化和親水基使表面形成單分子導電層，達到靜電防護的目的，這種方法具有時效性，會磨損和消失?，F(xiàn)在也有耐久的高分子表面活性劑。2.5靜電防護器材靜電防護器材主要分為兩大類:防靜電制品和靜電消除器。防靜電制品是由防靜電材料制成的物品，主要作用是防止或減少靜電的產(chǎn)生和將產(chǎn)生的靜電謝放掉。而靜電消除器用來中和那些在絕材料上積累的、無法用泄放方法消除的靜電電荷。2.5.1防靜電材料的制品 防靜電材料制品的種類相當繁多，但主要可以歸為以下幾類：防靜電服裝和腕帶防靜電服裝和腕帶是消除人體防靜電系統(tǒng)的重要組成部分，可以使消除或控制人體靜電的產(chǎn)生，從而減少制造過程中最主要的靜電來源。防靜電服裝包括防靜電的套裝、大褂、鞋、帽、防靜電手套、防靜電指套、防靜電腳束等。防靜電服裝是用不同色的防靜電布制成。布料紗線含一定比例的導電紗，導電紗又是由一定比例的不銹鋼纖維或其它導電纖維與普通纖維混紡而成。通過導電纖維的電暈放電和泄漏作用消除服裝上的靜電。由于不銹鋼纖維屬金屬類纖維，所以，由它織成的防靜電布料的導電性能穩(wěn)定，不隨服裝的洗滌次數(shù)而變化。防靜電腕帶是操作人員在接觸電子元器件時最重要的靜電防護用品，通過接地通路，可以將人體所帶的靜電荷安全地謝放掉。它由防靜電松緊帶、活動按扣、彈簧軟線．保護電阻及插頭或夾頭組成。松緊帶的內(nèi)層用防靜電紗線編織，外層用普通紗線編織。圖2.6是防靜電服裝、防靜電腕帶和腳腕帶。(a)防靜電服裝(b)手腕帶(c)腳腕帶圖2.6防靜電服裝、防靜電腕帶和腳腕帶防靜電包裝和運輸制品等。防靜電包裝制品非常多，如防靜電屏蔽袋、防靜電包裝袋、防靜電海綿、防靜電IC包裝管、防靜電元件盒(箱)、防靜電氣泡膜和防靜電運輸車等。這些包裝制品除靜電屏蔽用靜電導體外，多數(shù)是用靜電耗散材料制成的，也有些是用抗靜電材料制作。目的都是對裝入的電路或器件及印刷電路起靜電保護作用。圖2.7是一些常用的靜電包裝制品。(a)防靜電包裝貸(b)防靜電IC包裝管(c(c)防靜電海面(d)防靜電儲存盒圖2.7一些常用的靜電包裝制品防靜電地板和臺墊防靜電地坪和臺墊也是靜電防護工程中不可或缺的。防靜電地坪的也有多種，按時效性分，有永久性的和臨時性的；按材料分有導電橡膠、PVC、導電陶瓷等；按鋪設方式分，有地面直接鋪設的和架空的活動地板。可根據(jù)實際需要和成本決定。如需要在地面走多種電纜、管道的環(huán)境如計算機防選擇架空鋪設的活動地板比較好。圖2.8是一些防靜電地板。防靜電臺墊主要是防靜電復合膠板，主要用于捕墊桌面、流水線工作臺面、貨架及制做地墊等。材料面層分為草綠色，導電物質(zhì)是抗靜電劑；底層為黑色，導電物質(zhì)是碳黑。(a)防靜電復合地板(b)防靜電PVC地板塊(c)防靜電機房高架地板圖2.8防靜電地板除上述三大類制品外，還有其他一些防靜電制品，如防靜電電烙鐵、防靜電座椅、椅套、防靜電維修包等。其中防靜電烙鐵在后工序和維修中很常用。一般的電烙鐵在焊靜電敏感元器件時需要拔掉電源，而防靜電烙鐵采用直流溫壓電源，發(fā)熱元件多選用具有恒溫特性、靜電電電容小的材料，可極大地降低各種干擾雜信號。另外，烙鐵還可作靜電接地，可進一步消除烙鐵頭上的各種信號。所以，焊接時無需拔掉電源頭。2.5.2靜電消除器（消電器、電中和器或離子平衡器）靜電消除器是防靜電材料制品外的又一大類防靜電器材，其主要原理是利用高壓電場或放射性射線的作用使空氣局部電離，造成大量離子和電子對，其中與帶電體極性相反的離子（或電子）向帶電體趨近并與之發(fā)生中和作用，達到消除靜電的目的。主要參數(shù)有：有效消電電流IC；（>1.0×10-7A/cm）；－－單位長度的消電桿在單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的能進行中和作用的電荷量；離子流引出效率h（離子風）；－－單位時間內(nèi)離子引出總數(shù)與單位時間內(nèi)放電針產(chǎn)生離子總數(shù)之比；靜電中和能力N（離子風）；（>250V/s）－－單位時間能消除靜電的電壓值。靜電消電器的主要類型有：感應式消電器：構成：接地針電極；原理：局部高壓；形式：單針、多針、電刷、電線；材料：導電纖維布、鋸齒狀導電薄膜或橡膠、刷狀炭纖維或金屬纖維；特點：簡單、無源、消電能力小，適用電荷密度大的物體，作用距離短，10～20mm。。高壓消電器：構成：高壓源＋放電針（多根）或放電桿；分類：直流和工頻；直流消電器的特點：消電力強、作用范圍大（150mm～600mm）；但短路電流大，易發(fā)生火花放電。工頻消電器的特點：市電驅動、方便、耗電低，作用距離25mm～35mm，應用范圍最廣;但需經(jīng)常維護如清積灰、更換鈍化的針。放射性同位素消電器：構成：同位素放射源＋屏蔽框＋保護網(wǎng)；特點：不需電源、結構安裝簡單、易維護、不發(fā)熱和打火，但消電力差，作用距離20～30mm.離子風消電器：構成：直流高壓電源（或放射源）＋電暈放電器＋送風系統(tǒng)；特點：應用最多，工作距離長作用范圍廣（可達1m），電器的耗電?。坏Y構復雜，需配氣系統(tǒng)；環(huán)境（潔凈、干燥70％、）和維護（日常、定期和臨時）要求高。如圖2.9是一些離子消電氣。圖2.9一些離子消電器2.6靜電防護的具體措施2.6.1建立靜電安全工作區(qū)在具體的制造過程中，建立靜電安全工作區(qū)，采用各種控制方法，將區(qū)域內(nèi)可能產(chǎn)生的靜電電壓保持在對最敏感的元器件都是安全的閾值下。一般來說，構成一個完整的靜電安全工作區(qū)，至少應包括有效的導電桌墊、專用接地線、防靜電腕帶、地墊以對導體（如金屬件、導電的帶子、導電容器和人體等）上的靜電進行泄放。同上，配以靜電消除器，用于中和無法絕緣體上積累的電荷，這些電荷在絕緣體上不能流動，無法用泄漏接地的方法釋放掉。圖2.10是一典型的安全工作區(qū)示意圖。圖2.10典型的安全工作區(qū)示意圖在靜電安全工作區(qū)中有一個十分重要的參數(shù)是靜電安全瀉放電阻。雖然單從區(qū)域內(nèi)靜電瀉放的速度方面考慮，瀉放電阻越小越好，但受到兩個方面的限制。最主要的是要給工作去內(nèi)的操作人員提供防電擊條件，根據(jù)人體電擊時有能力脫離險境的極限電流（10-16mA）的要求，取安全電壓為5mA進行計算，由R=U/A設U=220-380V，得R=4.4×104-7.6×104。則R值應取大于1.0×105。而另一方面的限制是如果電阻很小，瀉放速度很快，對已帶有靜電的器件來說，則會發(fā)生瀉放電流過大導致器件損傷，反而不安全。那么安全電阻的上限是怎么確定的呢？是由一秒鐘內(nèi)將5000V靜電電壓衰減到100V安全電壓的最大容許接地電阻值決定的。根據(jù)式：U=U0e-t/RC,取U0=5000V,U=100V,t=1S,C=200pf,可得R=1.28×109。因此，安全區(qū)內(nèi)的安全瀉放電阻一般要保證小于109，即無論是桌墊、地墊還是接地腕帶，只要其系統(tǒng)電阻值小于109，即可保證在1S內(nèi)放電至安全電壓值，這就大大減少了敏感器件在靜電作用下?lián)p壞的機會。根據(jù)實際情況的不同，可建立表2.2所列的不同等級的靜電安全區(qū)。表2.3是靜電安全區(qū)的典型數(shù)據(jù)。表2.2靜電安全區(qū)等級等級防護區(qū)的靜電電位最高限值1100V2500V31000V表2.3靜電安全區(qū)的典型數(shù)據(jù)項目理論值工程值靜電安全系統(tǒng)回路電阻值105～109105～107靜電安全系統(tǒng)支路電阻值105～108106接地母線電阻值4～100<=4空氣相對濕度>=20%40％～70％靜電泄漏時間<1s<0.1s臭氧含量<50ppb<50ppb靜電中和能力>250V/s>250V/s防靜電箱（盒、車）類容器的體電阻率ρv<108cmρv<104cm防靜電管類容器的表面電阻Rs<108Rs<103靜電保護帶接地電阻1.0×1081.0×106靜電保護帶長度任意2.2M腕帶接地電阻1.0×1081.0×106腕帶長度任意1.6M接地帶（線）電阻值1.0×1081.0×106接地帶（線）長度任意3M維修包鋪開尺寸任意550×600（mm2）防靜電服裝類的帶電量帶電量Q<=0.6C/件Q<=0.1C/件防靜電鞋類的鞋底泄漏電阻0.5×105～1.0×1081.5×105防靜電皮帶、輪子的表面電阻/106運輸帶的表面電阻/105防靜電海綿的體電阻率104～107cm104cm金屬箔電阻值/<100m靜電安工作區(qū)的建立主要包括：（1）設置防靜電接地系統(tǒng)；接地電阻<10（GJB12058－90：<=100）；多設置接地端；一般要與電器地分置等。（2）鋪設防靜電地板和臺墊；地板的結構、材料、施工與驗收、日常維護、定期監(jiān)測。結構：1、架空活動式：適于非移動負載（設備），人流少，通信線纜多的場合，不適于頻繁物流場合；2、地毯式：僅在人流通道上鋪設（占廠房面積的15％～35％），不適于物流荷重傳送；3、地板塊鋪設（永久型）：一次性全面鋪設，方便工藝調(diào)整，可適于物流荷重傳送。臺墊：雙層復合橡膠制品，上層105～108，下層102～103.與地的接地電阻要在安全范圍；最好不用金屬臺墊，一是人身安全，二是避免充電器件放電現(xiàn)象。（3）安裝靜電消除器；如入口處、操作區(qū)、傳送帶等。（4）工作人員尤其是操作人員的靜電防護：著防靜電帶防靜電腕帶、服裝等（5）正確的操作方法拿器件時拿外殼而不觸摸管腳引線、電路板安裝時最后插入敏感器件、不帶電插拔器件和電路板、經(jīng)常觸摸靜電接地柱、不做摩擦類動作等；并且防止人和人之間直接傳遞。（6）使用防靜電器具：如防靜電容器、工具等；（7）控制防靜電工作區(qū)的濕度和凈度。2.6.2包裝、運送和存儲工程的防靜電措施主要目的是防止靜電的產(chǎn)生：如采用防靜電包裝、器件引腳等電位、避免摩擦、即時接地消電等。由于沒有安全工作區(qū)或接地系統(tǒng)，必須特別謹慎！防靜電包裝的作用：1、防止靜電的產(chǎn)生和積累；（如抗靜電塑料裝運管）2、使器件的所有管腳短路，等電位；（如金屬標準，導電泡沫，對I類靜電敏感器件）3、對外電場屏蔽。運送過程避免摩擦、接觸、振動和沖擊等；優(yōu)化傳輸線的速度、采取消電措施等。2.6.3靜電檢測(1)常用的靜電檢測儀表靜電電位計、兆歐表（高阻表）、腕帶檢測儀、連接監(jiān)測儀等。靜電電位計：適于導體的接觸式（會改變待測物體的導電狀況）和適于絕緣體的非接觸式（利用靜電感應原理）。非接觸式靜電計：直感式、旋轉葉片式、振動電容式和集電式。(2)靜電檢測分類按時間分：經(jīng)常性、定期性和臨時性；按測試精度分：定量和定性按場所分：現(xiàn)場測試和試驗室測試， 表2.4是某大公司關于靜電監(jiān)測的日常規(guī)范要求；表2.5是靜電的定性測試法；表2.6是現(xiàn)場測試和實驗室測試的項目。表2.4ESD檢測和監(jiān)測要求檢測或監(jiān)測項目要求和限制每天腕帶對120V：>=250kto<=10M對240V：>=500kto<=10MESD防護鞋套對120V：>=250kto<=109對240V：>=500kto<=109ESD工作服目檢個人腕帶和鞋套目檢每周ESD工作臺目檢ESD墊目檢ESD接地連接目檢離子消電器（處于開態(tài)）目檢長袖（卷起或正確覆蓋）目檢在ESD工作臺或區(qū)域無靜電產(chǎn)生目檢每月ESD工作臺或區(qū)域電壓測量在未保護器件12inches內(nèi)<=200VESD保護工作服<=200V每季度ESD工作面對ESD地的參數(shù)：――靜態(tài)耗散電阻>=105to<=1010――高傳導電阻<1――傳導電阻<100k（未接串聯(lián)電阻）<1.1M（接串聯(lián)電阻）ESD接地連線電阻<=1.0每半年離子平衡器<=35V離子化半衰期根據(jù)產(chǎn)品的參數(shù)每年依據(jù)規(guī)范要求的檢查根據(jù)ESD核查表或等效文件表2.5靜電的定性測試法放電聲音法（適用服裝，