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#申请原创# 静电放电，又称为ESD，会以多种方式影响电子电路和元器件，静电产生得影响有时会导致即时故障，而有时可能会在几天或几年后出现。静电放电以多种不同方式影响电子元件。当比较大的静电电压会进入设备后会对复杂的内部电路造成损坏。目前对于各种类型的MOS器件而言，其输入阻抗较高，这意味着静电电压很难快速耗散，并且当前半导体器件尺寸越来越小，很容易被非常高的电压损坏。 静电发生放电的方式也各不相同，通常电荷会很快消散，一般不到一百纳秒。但是在此期间，峰值电流可能会上升到二十或三十安培。峰值电流和放电时间取决于多种因素。但是，如果使用金属物体，比如一把镊子或尖头钳，则与通过手指放电相比，电流峰值更高并且在更短的时间内达到。这是因为金属为放电提供了低得多的电阻路径。然而，无论放电方式如何，都会耗散相同数量的电荷。 为了让静电显得不那么高深，并为产品测试提供相应的依据，IEC61000-4-2定义了相应的模拟波形，目前有多种方法可以在产品的制造环境中对集成电路的ESD性能进行评级。三种常见方法包括： HBM：人体模型-该模型模拟一个人带电，然后通过裸露的手指通过被测电路对地进行放电。 MM：机器模型-该模型模拟带电的制造机器，通过设备向地面放电。机器具有导电表面，因此产生的电流水平可能更高，但持续时间更短。 CDM：带电器件模型-模拟集成电路充电然后放电到接地金属表面。 这些方法非常适合在制造环境中测试IC，但不适用于系统级应用。为此，包括电脑、家电、等具有外部连接的电子产品需要能够承受静电放电。 IEC61000-4-2标准定义了电子设备应承受的标准测试条件。它假定用户不会采取任何预防措施来防止任何ESD损坏，并且它定义了设备应承受的各种级别。 IEC61000-4-2定义的典型静电放电曲线的上升时间约为1ns，峰值电流水平约为30A。该波形用作测试电子设备对静电放电的敏感性的一部分。 ESD损坏和故障机制 IC因ESD而失效的方式也各不相同，并且还取决于许多因素，包括电荷耗散到IC内部拓扑结构的方式。 当以非常高的电压表示的静电荷产生导致器件烧毁的高峰值电流时，这是ESD导致IC失效的最明显方式之一。即使电流通过的时间很短，但IC内部的微小尺寸可能意味着芯片本身的小互连线或器件可能会因短时间内散发的大量热量而熔化。在某些情况下，连接线或组件可能不会被完全破坏。相反，它可能只会被部分摧毁。发生这种情况时，电路将继续运行，并且通过测试可能不会检测到其性能下降。在其他时候，产品的正常工作可能会略有下降。 ESD导致故障的另一种方式是电压本身导致IC击穿。电压很有可能击穿绝缘氧化层，使IC永久损坏。这会立即毁坏芯片，或留下部分损坏的区域，并造成潜在故障。 电荷还可以通过其他方式转移到电子元件并造成损坏。它可能会因电压击穿或产生电流流入器件而导致损坏。比如带高电荷的物品往往会在靠近它的任何物品中感应出相反的电荷。
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