4.5 人体对静电的感觉
(1)当人们穿着化纤织物时,人体运动的充电电流约10-7A~10-6A,总的充电电荷约(0.1~5)×10-6C,人体对地的电容约为150pF~250pF,若以电荷3×10-6C 计,则充电电压可达5kV~25kV。
(2)人体的静电放电模型可用电阻和电容的串联来模拟,设人体电阻R=500Ω,人体电容C=300pF,人体带静电电压U=10kV,则静电所含能量为:W=1 ∕ 2 CU2=15mJ。
(3)尽管静电电压高达10kV,能量级15mJ,对人体没伤害。但是当人手去触摸设备的金属部分时会产生火花放电,瞬间的脉冲峰值很高,很可能对电子电路产生干扰和破坏,放电电流峰值为:Ip ≈ U ∕ R=20A;放电时间很短,可近似为:Td ≈ RC=150ns,这对于MOS 电路来说,则将受到致命的冲击。表7 列出人体带电的电击程度的关系。表8 列出半导体器件的ESD 失效电压。
5 静电放电控制方法
5.1 湿度
同样条件下,湿度越高,产生的静电将会越低,由于湿敏元件需要,所以通常湿度控制在30%-70% 之间。所以,有效的控制湿度可以抑制静电大量产生,以降低静电放电破坏的风险。表9 列出静电放电与湿度的关系。
5.2 接地
(1) 人
a) 将人体通过手腕带及插孔接地。
b) 通过ESD 鞋与ESD 地面导通。
c) 通过ESD 椅子进行接地。
(2) 设备和仪器
a) 机器及设备直接进行硬接地。
b) ESD 部件进行软接地。
(3) 工作台表面
使用ESD 台垫和接地线进行软接地。
(4) 金属物体
直接进行硬接地。
a) 硬接地
指使用接地线对导体材料进行接地,对地电阻应小于1Ω。
b) 软接地
指用较高阻抗物体进行的接地,对地电阻应小于1×109Ω。