5.3 屏蔽
(1) 生产过程
a) 人:穿防静电服、手套、帽子,直接对人体进行屏蔽保护接地。
b) 设备:机器及设备金属外壳屏蔽内部带电物。
c) 绝缘材料:绝缘材料和工具等物体使用ESD 薄膜或法拉第罩,隔绝内部或外部的静电电场。
(2) 产品包装
防静电包装材料的种类:
a) 电磁屏蔽材料
该材料作为包装时形成会产生法拉第的静电屏蔽效应,可防止外部静电场穿透屏蔽容器和包装袋,表面电阻为小于1×103Ω 的材料。
b) 抗静电材料
能抑制摩擦生电的材料,摩擦电压小于200V 的材料。
c) 静电消散性材料
① 具备一定的导电率,以便静电荷被耗散掉,但导电率不可大到产生危害的程度。
② 表面电阻1×104 Ω~1×1011Ω 的材料。
5.4 中和(消除)
离子风机可以消除绝缘物体上产生的大量静电荷。其作用是产生大量正负离子,中和目标物体上的电荷。
6 静电放电波形
国际电工委员会(IEC) 在标准IEC 61000-4-2 中规定了静电测试等级、试验发生器和静电放电波形。中华人民共和国国家标准GB/T 17626.2-1998 电磁兼容、试验和测量技术、静电放电抗扰度试验,等同采用国际标准
IEC 61000-4-2。
6.1 试验等级
表10 列出IEC 61000-4-2 规定的静电测试等级。
“*”是未定的等级,该等级必须在专用设备的规范中加以规定,如果规定了高于表格中的电压,则可能需要专门的试验设备。
⑴ 接触放电方法
试验发生器的电极保持与受试设备的接触,并由发生器内的放电开关激励放电的一种试验方法。
⑵ 空气放电方法
将试验发生器的充电电极靠近受试设备,并由火花对受试设备激励放电的一种试验方法。表10 给出了静电放电试验时,试验等级的优先选择范围。接触放电是优先选择的试验方法,空气放电则用在不能使用接触放电的设备中。每种试验方法的电压列于表10 中,由于试验方法的差别,每种方法所示的电压是不同的。两种试验方法的严酷程度并不表示是相等的。
表10 之所以规定不同的放电等级,是考虑在不同的静电放电情况,比如在半导体或IC 的保护中,2kV 的放电标准是经常被引用的。在实际的IC 设计中,其静电放电保护的方法之一,就是IC 内自己做了保护。一般是1kV 或者2kV 的静电保护标准,但是这样会占用宝贵的IC 空间,所以就有了第二种静电保护方法,即芯片外保护。芯片外保护的另一个重要原因,是实际的静电等级远大于2kV,而且在一些汽车标准中,有时还可能达到25kV 的静电放电等级。
6.2 静电放电实验发生器
图10 示出静电放电发生器简图。
图10 中符号的含义:Rc—充电电阻,Cs—储能电容器,Rd—放电电阻。
图10 中省略的分布电容Cd,是存在于发生器与受试设备、接地参考平面以及耦合板之间的分布电容。由于此电容分布在整个发生器上,因此,在该回路中不可能标明。
6.3 静电放电波形
图11 示出静电放电发生器输出电流的典型波形。
表11 列出静电放电波形参数,放电的电流波形必需满足图11 的要求。
通过分析静电波形可以发现:
(1)静电一般发生的时间特别短(在0.7ns ~ 1ns 之间);
(2)虽然静电的总体能量不大,但是瞬间电压的峰值特别大,有时可达1kV 甚至几十kV。