1 概述

1.1 元器件使用問題嚴重

電子元器件的可靠性不僅取決于元器件本身固有的可靠性外，還取決于用戶選擇的工作條件、安裝條件、環境條件及其它使用和貯存條件。

使用不當是造成失效的重要原因之一。據統計，在半導體器件的全部失效事件中，大約有一半（國內有些情況下可達2/3）以上失效是由于使用不當造成的。其中包括：靜電放電損傷，電浪涌損傷、噪聲損傷、焊接損傷（含浸鍚），以及存貯、運輸、測試、試驗等損傷和應用不合理等。

1.2 元器件靜電放電失效突出

半導體器件在使用過程中最常見的失效模式之一，就是靜電放電和電浪涌引起對器件造成的損傷。其破壞性是嚴重的，已成了影響元器件可靠性最大的隱患，因而其實際的防治最重要，但又非常容易疏忽而不被認識和重視。

電子行業如微電子、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。據美國1988年的報道，它們的電子行業中，由于ESD的影響，每年的損失達50億美元之多；據日本統計，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。如美國Ti公司對某一年對客戶失效器件原因進行分析統計的結果，從中可以看到由EOS/ESD引起的失效占總數的47%；美國半導體可靠性新聞對1993年從制造商、測試方和使用現場得到的3400例失效案例進行的統計，從中可以看到,EOS/ESD造成的失效也達到20%。

1.3 元器件靜電放電失效模式

電子元器件由靜電放電引發的失效可分為突發性失效和潛在性失效兩種模式。

突發性失效：是指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規定的功能，主要表現為開路、短路或參數嚴重漂移。

潛在性失效：是指靜電放電能量較低，僅在元器件內部造成輕微損傷，放電后器件電參數仍然合格或略有變化，但器件的抗過電應力能力已經明顯削弱，或者使用壽命已明顯縮短，再受到工作應力或經過一段時間工作后將進一步退化，直至造成徹底失效。
在使用環境中出現的靜電放電失效大多數為潛在失效。據統計，在由靜電放電造成的使用失效中，潛在性失效約占90％，而突發性失效僅占10％。而且，潛在性失效比突發性失效具有更大的危險性，這一方面是因為潛在失效難以檢測、而器件在制造和裝配過程中受到的潛在靜電損傷會影響它裝入整機后的使用壽命；另一方面，靜電損傷具有積累性，即使一次靜電放電未能使器件失效，多次靜電損傷累積起來最終必然使之完全失效。
1.4 國內外企業的狀況

國際上在1979年成立了EOS/ESD研究協會，主要研究電子行業的EOS和ESD問題，尋求解決方法。美J標883E“微電路試驗方法”中關于ESD等級評價的標準已先后7次修訂，現在已是3015.7版，而且很多標準明確規定JY微電路必須達到2kV的ESD等級。美國多數主要的電子制造商早在八十年代初已經建立了他們的ESD組織機構，專門負責ESD方面的工作，主要有防靜電設計、靜電檢測、靜電防護以及管理、培訓等。

與國際上發達國家相比，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展起來。

在J品方面，如修改版的國J標GJB548A-96和GJB128A－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品必須給出ESDS的值；我院還沒有此檢測手段，一些單位對相關人員（采購、驗收、保管、電裝、調試、試驗和使用人員）未實施全員培訓、考核和持證上崗，無證不得上崗的強有力的措施。

在民品方面，合資和獨資企業的狀況較好，起步較早，大多參照國外企業的做法，在抗ESD設計和靜電防護方面都達到了較高的水平；而其它民品企業也已經意識到靜電問題重要性，并在產品的抗靜電設計和生產線的靜電防護方面投入人員和資金，取得了很好的效果。

雖然國內企業正在逐步改進，但仍然存在不小的差距。舉例來說，如J品CMOS電路還未提出2kV的要求；有些生產線豪華裝修，但無防靜電措施或有措施未分發揮作用；從業人員缺乏關于相關業務知識，或執行不嚴，使靜電放電元器件的靜電失效或放電失效(含：電浪涌)事件接連不斷的發生，令人痛心！

1.5 靜電防護的根本目的

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生或可能產生的危害，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。

2 靜電放電產生機理

2.1 靜電產生

所謂靜電，即物體存在過剩電子或因電子不足而失去電荷，物質存在過剩電子時帶負電，電子不足時帶正電。通常物質的電性質有容易獲得電子的或容易放出電子的。因此某兩種物質進行摩擦、或分離、或接觸，就使一種物質獲得電子，另一物質失去電子。而且當帶電物體接近導電性物體就因靜電感應而部分顯出電荷。因而，物體的相對運動或分離，或者液體、蒸汽、氣體的流動而產生靜電放電。靜電是同性束縛電荷的積累，兩種物質互相摩擦是產生靜電的主要方式。

靜電的特征是高電位及小電量。物體帶電的電荷量，依賴于物體性質，環境條件（溫度和濕度），摩擦條件等。一般說化纖、塑料帶電量大（易帶電）。并且因為帶電電荷帶于物體表面，物體表面傳導率對電荷移動有很大影響，表面傳導率高的電荷擴散就快。典型靜電電壓見表1，典型主要電荷來源見表2。

在靜電作用下易引起電氣或電子元器件的損傷，稱之為靜電損傷。現已確定，對一般由生產、測試、工作和維護人員產生的靜電壓電平敏感的各種電子元器件包括微電子和半導體器件、薄膜電阻器、芯片、混合電路和壓電晶體等。不同器件的ESD敏感度（ESDS）見表3，ESDS元器件的分類見表4。

2.2 電浪涌（放電）的產生

電浪涌即放電或稱電瞬變是一種隨機的短時間的電壓或電流沖擊。電浪涌雖然平均功率很小，但瞬時功率卻非常大，因此對半導體器的破壞性很大，輕則引起邏輯電路出現錯誤或引起PN結內部的損傷，重則使PN結嚴重損壞，甚至鋁金屬也燒熔飛濺。它是在測試、試驗（含調試）、篩選老煉、焊接和使用過程中常出現的問題。

3 靜電放電的控制

3.1 靜電放電必須引起重視

由于我們對靜電放電損傷的知識缺乏，在元器件采購后的測試、篩選、保管、領料、發放、裝配、調試、維修等工作環境條件下，沒有防靜電損傷和防電浪涌的有效措施，使對靜電敏感元器件受到不必要的損傷。由于一些損傷是帶累積性的，很難用測試的方法鑒別，而是在使用中逐步失效而暴露出來，給J品整機的可靠性帶來不可靠的因素。國外有報導，受電損傷的元器件（特別是器件），可長達半年或一年以后才逐步失效。我院在有關元器件失效分析實例中，已多次批次性明顯的反映了靜電損傷和電浪涌損傷的事故。靜電損傷和電浪涌損傷對我產品可靠性的危害不可低估，對高可靠、長壽命的導彈、運載、衛星、飛船更是關天攸命。

縱觀產品科研生產現狀，其高可靠裝聯生產線正在采取防靜電放電措施，但在一般普通的電裝生產車間需要進一步完善防靜電放電措施，在電子元器件入廠（所）檢驗、篩選試驗、庫房保管、發料領用、傳遞等過程還存在薄弱環節。由于ESD的防護工作是一個串連型的系統工程，如某一個工作環節失控，就意味著靜電敏感元器件就會損傷，產生不可靠因素。為了確保產品質量的可靠性，必須切實開展靜電放電的預防工作，包括對相關人員的培訓。

3.2 開展靜電放電知識的教育

3.2.1 對有關人員進行ESD知識的培訓

開展對物資采購、庫房保管人員、車間領料、裝調人員，質量檢驗和控制人員和設計、工藝等其它一塊有關的工作人員進行ESD知識的演講培訓教育。相關參數內容有：

GJB1649-93電子產品防靜電放電控制大綱

GJB3007-97防靜電工作區技術要求

GJB3007-200防靜電工作區技術要求

GJBZ86-97 防靜電包裝手冊

QJ1693-97電子元器件防靜電要求

QJ1875A-98靜電測試方法

QJ1950-90防靜電操作系統技術要求

QJ2177-91防靜電安全工作臺技術要求

QJ2711-95 靜電放電敏感器件安裝工藝技術要求

QJ2245-92電子儀器和設備防靜電要求

GBT17626.2-98 電磁兼容 試驗和測試技術 靜電放電抗擾度試驗

SJT10694-2006電子產品制造與應用系統防靜電檢測通用規范

SJT31469-2002防靜電地面施工及驗收規范

SJT10533-94 電子設備制造防靜電技術要求

SJT10694-96 電子產品制造防靜電系統測試方法

SJT10796-2001 防靜電活動地板通用規范

SJT10630-95 電子元器件制造防靜電技術要求

DGJ08-83-2000防靜電工程技術規程

美國J用標準：DOD-STD-1686《防止電氣和電子元器件、組件和設備（電引爆器件除外）損傷的靜電放電控制程序》；

美國J用標準：DOD-HDBK-263《保護電氣和電子元器件、組件和設備（不包括電引爆器件）的靜電放電控制手冊》等等。

3.2.2 持證上崗

經培訓合格的人員發給ESD培訓合格證。不合格者不得上崗操作和檢驗。（此要求，在美J有裝備生產中早已嚴格實施，而我們還沒有按此管理。）

3.3 ESD控制環節

對入廠（所）檢驗、篩選挑配試驗、失效分析、庫房保管、領料發放、運輸傳遞、裝調、使用等場地環節，應及時采取有效的防靜電工藝技術措施。如增添ESD防護材料和工具（例：①防護操作人員的衣著、②導電手（腳）環、③短路棒、④短路插頭、⑤靜電防護工作臺、⑥導電椅罩、⑦導電（拖）鞋、⑧靜電防護袋、⑨導電海棉、⑩防靜電放電的地墊（板）、⑩防靜電放電的桌（墊）等等）。

工藝技術主管部門均應責無旁貸的管起來，質量保證部的人員也應主動提出、嚴格監控和貫徹執行。

3.4 組織落實

我們在防靜電放電和電浪涌損傷方面存在的一系列問題是嚴重的，由于我們的防靜電工作未做好，等同于在型號科研生產的同時埋下定時炸彈，靜電放電和電浪涌損傷，曾影響了產品的順利進展，也危及了產品的可靠性。我們急切在防靜電放電方面盡快有一個突破性的改變，我們在經驗與教訓上化的學費已相當沉重，應該及時將這些“收獲”化在組織ESD培訓和預防保護措施上，這是一項切不可緩的工作，否則采購再可靠性的ESD敏感元器件，均有可能變成不可靠的元器件。做好此工作需要抓下列事：

3.4.1 領導重視是關鍵

只有領導的重視和關心，把ESD防護工作列入解決的議事日程，問題才能有解決的基礎，經費才會逐步得到落實。

3.4.2 措施的實施

職能部門對相關的ESD防護區、場所和設置的改造添置的全面歸劃，以及措施的實施。

3.4.3 監控檢查

由于ESD的產生原因涉及面廣，它與相關的場地設置、儀表設備、用電器具（如：電烙鐵）、交流電源插座中相線與另線的錯位及另線與地線的電位差、測試試驗方法、人員操作是否按規范，以及相關的工藝技術規程、管理是否合理等因素有著密切的關系。因此，必須落實專業人員對已落實的ESD防護措施執行情況作定期檢查、監督和測試，且記錄在案，做到發現問題及時解決。

ESD控制大綱驗證時間計劃進度表和要求的測量項目見下表1。
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3.4.4 落實和制訂控制程序

在現代化J用電子設備科研生產中，特別是H天型產品研制生產過程，應根據型號產品的不同特點和要求，針對性的制訂靜電放電和電浪涌控制的各項要求。

4 電子元器件防靜電放電技術要求

4.1 對電子元器件靜電保護的基本要求

4.1.1 防止靜電產生。

4.1.2 在可能產生靜電的地方，阻止靜電積累，迅速可靠而又有控制地排除已存在的電荷。

4.1.3 防止由于同帶電的人或帶電的物體接觸而引起直接放電。

4.1.4 絕緣體上靜電采用中和法：如利用靜電消除器，使產生的負離子和靜電的電子發生靜電中和。

4.1.5 為了使靜電放電操作人員安全，整個防護系統的漏泄電流不允許超過5mA。為此靜電防護操作系統電阻下限為106W（1MW），上限為1000MW（1000MW=1GW）。

4.2 對操作人員的一般要求

4.2.1 操作ESD敏感元器件（帶“△”表志）的人員應是受過ESD防護知識培訓和能力考核的合格者。

4.2.2 在檢驗試驗等操作規程中，應按照靜電放電敏感控制要求識別靜電敏感元器件，要求在靜電保護包裝外面操作ESD敏感元器件時，只能在ESD保護區域內，而且只能由經過訓練的人員進行。

4.2.3 操作人員應該避免在靜電放電敏感元器件附近做產生靜電的身體活動。如穿脫工作服等。

4.2.4 清潔手指，應使浸沾有酒精或加水的洗凈劑棉花球來清潔，不允許使用橡皮、化學纖維等易產生靜電放電的材料來清潔。

4.2.5 操作人員應穿靜電放電保護衣服。這種衣服應該定期用靜電計監測。為防止衣服直接接觸靜電放電元器件，防止腕帶從衣服上放電，除長袖衫應該卷起外，還應用靜電放電保護手套套住。長手套綁扎在裸露腕上，并向上伸展到肘部。

靜電放電工作服、手套和手指套，應用棉織品，含有1%金屬纖維等保護材料制作。不允許使用普通塑料、橡膠或化學纖維等易產生靜電的材料制作。

4.2.6 在不能使用人體接地扣帶的地方，維護靜電放電設備的人員，在靜電放電敏感元器件從其保護包裝移出之前，應該把自己接地。

4.2.7 應該用合適的試驗設備（例如兆歐表）定期地檢查皮膚接觸點和接線之間的人體接地扣帶、靜電安全工作臺表面、導電地板墊和其它與地連線的電阻和連續性，以保證符合接地電阻率的要求。防靜電腕帶必須與人體相接，二者之間的接觸電阻值為100KW~1MW。

4.2.8 在每次使用前必須測量人體與腕帶之間的接觸電阻，應避免腕帶與人體接觸出現過松或過緊的現象。

4.3 對測試儀表設備的一般要求

4.3.1 用于靜電放電保護面積內的試驗設備和工具，應該正確地接地，手握工具的把手不應該包含絕緣材料，若用絕緣把手的工具，應該用局部抗靜電劑處理。

4.3.2 保證用于靜電放電保護面積內的全部容器、工具、試驗設備和夾具在使用之前和在使用期間，或是直接接地，或是通過與接地表面接觸接地。電試驗設備應該經過接地插頭接地，不應通過靜電放電接地工作場所的導電表面來接地。在靜電放電敏感元器件裝配期間使用儀器（如放在小車上）應采取軟接地措施。

4.3.3 當在二氧化碳或氮氣致冷的試驗箱內試驗靜電放電敏感元器件時，試驗箱應該配備接地欄板和架子，架子上放置被試元器件，架子要接地，以耗散由氣體流動產生的靜電荷。當溫箱或靜電放電敏感元器件具有絕緣表面時，則需要用靜電消除器。

4.3.4 對測試儀表（如記錄儀、示波器、脈沖發生器、直流穩壓電源）的端子及外殼要充分管理，不要有交流電的漏電。

4.3.5 選擇和使用（連接）儀器要特別注意從測量儀器來的浪涌電壓，必要時在測量儀器中接入箝位電路等對策。要檢查測量儀表的測量端與機殼之間是否存在大電容，要避免電容的充放電產生高壓浪涌電壓。

4.4 對專用地線（電子地）的一般要求

凡是使用靜電放電敏感元器件的單位必須埋設專用地線。

4.4.1 對專用地線的技術要求

a. 接地電阻應小于1W；

b.專用地線不準與三相電中的零線連接。三相電中的零線，實際并不處于零電位，當三相電用電不平衡時，零線是帶電的；

c.專用地線不準與避雷地線相接；

d.專用地線不準與自來水管相接；

e.專用地線不準與曖氣管道相接；

f.專用地線應明線走線（不埋在墻里或管道里）便于檢查。

4.4.2 對一般防靜電安全的接地線要求

a.接地電線電纜應該是中間無接頭，且具有足夠的機械強度；

b.多臺防靜電安全工作臺的接地線不得串接；

c.對載流接地線，應使用同軸電纜來接地和屏蔽。

4.4.3 對專用地線的檢查

a.對專用地線必須定期檢查，確保專用地線的安全可靠性。

b. 實驗室以外的專用地線每年檢查一次，并記錄結果。用“接地電阻測試儀”測量專用地線的接地電阻，

c.實驗室以內的專用地線每季檢查一次，并記錄結果。用萬用表或毫歐表檢查專用地線連接處的接觸電阻。

d.在通電前應首先檢查所使用的儀器、設備（包括各種電源、示波器、信號源等）的地線與專用地線接觸是否良好，電烙鐵頭與專用地線接觸是否良好，接觸電阻應小于1W，通過檢查滿足要求后，才能通電工作。

4.5 使用（操作）的一般要求

4.5.1 為在打開包裝材料之前使包裝容器先放電，當需把靜電放電敏感元器件從包裝容器中取出時，必須把包裝的靜電放電敏感元器件放置在靜電安全工作臺上，并在上面操作。

4.5.2 手指或金屬攝取工具只有在接地之后，才可以用其將靜電放電敏感元器件從保護包裝內移出，然后放置在靜電安全工作臺表面上。防靜電安全工作臺組成示意圖見附5。

4.5.3 必須用正確的方法拿取靜電放電敏感元器件，如用姆指及食指拿集成電路的管殼兩端，手不能觸及外引線。最好有專用的組件插拔器插拔集成電路。

4.5.4 不允許使靜電敏感元器件在任何非靜電保護表面滑動。

4.5.5 靜電放電敏感元器件（特別MDS器件）被插入或拔出時，或是接觸不好時，不要對設備或組件通電。

4.5.6 靜電放電敏感元器件從一處轉移到另一處之前，所用的運輸工具、支承器或容器，在電氣方面接在一起。

4.5.7 不要用萬用表探測靜電放電敏感元器件的引線或接線端子。在非用不可時（應獲準批準，且確保不會產生電損傷的情況下），在探測靜電放電敏感元器件之前，應該把表棒先接觸硬接地線，萬用表應選特定的型號，其電阻檔量程要選用低壓小電流的量程（如：1KW檔）。

4.5.8 當使用測試用的接頭，或把某一零件端子插入印制板組裝件內或組件的電插座內而影響靜電放電敏感元器件時，應該使用分路棒、線夾或無腐蝕的導電泡沫或保護罩之類的分流器，以保護靜電放電敏感元器件不受摩擦生電（直接放電、靜電場及由高壓靜電放電和火花放電），產生電磁脈沖的損害。當把零件引線插入印制板組裝接線孔或連接零件引線時，應該把分路棒、線夾或導電泡沫插放在印制板組裝件或較高的組件電平上的接線端子上。為了防止靜電場和由靜電放電高壓火花放電產生的電磁脈沖，尤其在靜電放電保護面積外面運輸時，應該使用導電的外包皮。

4.5.9 使用過程中存放的靜電放電敏感元器件，應存放在防靜電專用盒或側帶蓋的金屬盒（注：必須及時加蓋）內。最可靠的放置辦法是存放在原包裝盒、導軌容器中。

4.6 單純對靜電放電敏感器件（ESDS）的推薦處理方法

4.6.1 裝運過程要求所有器件須裝入包裝盒，在包裝盒上要清楚注明是ESDS器件，或加貼ESDS器件的專用標志。

4.6.2 在使用前，器件不要從包裝盒內取出。

4.6.3 入廠（所）檢查和電氣測試，必須用專用設備進行。

4.6.4 嚴格按照這類器件制造廠商的建議和注意事項行事。

4.6.5 向有關人員說明靜電現象和靜電是如何損傷或損壞這類器件的。

4.6.6 盡量不用絕緣塑料作運輸包裝。

4.6.7 假使不可避免要用絕緣塑料作包裝，那么要在包裝盒的內壁貼上一層導電箔，如鋁箔等。

4.6.8 在驗收到裝調使用等各階段，盡量減少接觸這類器件的人數。

4.6.9 拿這類器件時，應戴棉手套（不能戴尼龍手套或橡皮手套）。

4.6.10 只要可能的話，要仍然采用制造廠商提供短路機械裝置或有效的靜電防護裝置。

4.6.11 不要將器件堆迭在一起，器件互相間不要接觸。

4.6.12 要將器件從包裝容器中取出，應把它們用普通鋁箔包起來。

4.6.13 在包裝箱和運輸箱上加標簽（僅適用于ESDS器件）。

4.6.14 在必須用手動這類器件時，只能接觸管殼，而避免接觸引出腳。

4.7 對靜電放電敏感器件電性能測試的推薦要求

4.7.1 基本條件

a.電性能測試必須在防靜電工作臺上進行（見附錄A）；

b.每次測試，操作人員應受過防靜電放電培訓合格者；

c. 測試所有的儀表設備必須良好接地，每次測試經檢查合格之后才能通電測試，且保證電源不出現電壓瞬變過程。

4.7.2 測試條件

a. 元器件極性或引腳編號排列應正確識別；

b. 嚴格按技術條件規范施加測試條件；

c. 元器件引腳不錯接，電壓不加反。

4.7.3 測試微波等二極管時，應特別堅持下列注意事項

a. 操作者以及攝子或其它拾取工具必須與試驗或測臺接地。這是為了防止靜電荷的積累。如果這一靜電荷通過二極管，則能引起二極管的損壞；

b. 所有測試夾具，其兩端應該配置有一具短路棒（片），在被測二極管插入后再去除這個短路棒；

在測量泄漏的時候，短路跨接線是不實用的，這時可以使用一個串聯電阻，阻值為10KW的串聯電阻應該緊接于測試端。這是為了防止測試夾具、引線和試驗設備的寄生電容所積累的靜電荷通過二極管進行放電。另外減少這個電容也是有利的。

c. 由測試設備產生的寄生脈沖和開關時的接點擅動以及導線上的感應電壓等等都必須加以消除；

d. 當二極管從一個操作者傳遞到另一個操作者的過程中，接受二極管的操作者應該緊握由傳遞二極管的操作者握住的器件接頭。如果握住相對的接頭，就可能使存在于二個操作者之間的靜電流過二極管。

4.7.4 測試微波三極管和結型MOS場效應晶體管的注意事項

a. 用全恒流檢測時：

· 微波三極管BVcev、BVceo和BVcbo參數施加的測試電壓，不能超過額定規范值。

· MOSFET和VMOSFET等功率器件測試時，引腳連接和測試條件應符合產品技術條件，且引腳連接應接觸可靠。

b. 用圖示儀檢測時：

· 每次測試時，外加電壓必須從零伏開始增加，盡快讀取數據，隨即把外加電壓調回到零伏。功率器件輸出特性（或漏極特性）曲線測試時應采用脈沖（或單族）法。

· 測試中串入足夠大的限流電阻。

· 測試夾具（管座）引腳串接磁環，防止器件自激扼蕩。

· 在測量JFET、MOSFET和VMOSFET器件時，在柵源極上應加RG電阻（RG=1~10KW）進行保護。

4.7.5 測試MOS等集成電路時的附加注意事項

a. 當MOS器件電源斷開時，輸入端不應加信號；

b. 在試驗MOS器件時，所有不用的輸入引線應該接到電源地線，或接到VSS的引線，或接到供電線（電源）VDD的引線，視適合于所涉及的電路而定；

c. 在進行介質或絕緣電阻試驗之前，要將MOS器件從設備內移出；

d. 檢驗所有被用作試驗靜電放電敏感元器件的電源，以保證不出現電壓瞬時變過程；

e. 在參數或功能試驗之前，檢驗試驗設備固有的電壓極性的正確性；f. 在測量CMOS器件或大規模集成電路時，對電源電壓應有過壓、過流保護；

g. 在通電測試過程中，不準播撥器件或印制電路板組件和焊接測試裝置；

h. 器件插拔時，應避免因接觸不良所產生的不正常電壓和電流加到被測器件上；

i. 測試過程應嚴禁出現端子誤接、反插和端子間短路等不正常現象；

j. 在自動測試設備中，或高低溫的箱外測試過程中，傳送器件的導軌或盛器不應采用塑料材料制作（應采用導電材料制作），避免靜電放電對器件的損傷。

4.7.6 測試夾具的要求

a. 應保證測試端之間的分佈電容＜10PF；

b. 有消振措施；

c. 引線盡量短，以減少導線的壓降和分佈電容。

d. 測試夾具的插座，應保證接觸可靠，盡量選用免插拔力插座；

e. 如用黃魚夾連線連接器件時的順序應按下秩序：

· 測試前的連接：e[s]、c[D]、b[G]；

· 測試完畢取下：b[G]、c[D]、e[s]。

4.8 對靜電放電敏感元器件篩選試驗的基本要求

4.8.1 防靜電放電設置

篩選試驗場應進行有效的防靜電放電設置的專項場地改造。如配置防靜電放電地板（墊）、防靜電放電臺墊、專用的防靜電操作工作臺等靜電防護的設施。

4.8.2 供電系統

供電系統應配有交流（單相和三相電）穩壓電源、隔離變壓器、交流濾波器等。防靜電用儀器設備用的電源插座（配電板）應采用保護接零方案中增加專用地線方法，其中電源插座中的相線與中心線（零線）不能錯位，地線和中心線不允許短接，地線采用專用地線。

4.8.3 篩選儀器設備

參與靜電敏感器件篩選的儀器、設備（如高溫箱、低溫箱、潮熱箱、充氮加壓容器、氮質譜儀、快速檢漏臺、振動臺、沖擊臺、離心機、顆粒碰撞檢測儀及各種功率老化臺等）必須良好接地，經檢查合格后才能通電。對國產儀器（含直流穩壓電源）、設備應在供電系統中加接交流濾波器。

4.8.4 溫度環境試驗

在進行不通電的高溫貯存、低溫貯存、溫度沖擊、溫度交變及潮熱試驗時，應把靜電敏感器件放在靜電容器中（如鋁金），除潮熱試驗外，鋁盒應加蓋，再放入烘箱中避免烘箱外殼帶電而損壞器件，又可防止電磁感應現象。

4.8.5 力學環境試驗

a. 在進行不通電的振動、沖擊和恒加速度等試驗時，應對被試器件采取防靜電措施后才能進行試驗（例如把器件的引線用導電夾子夾好或用錫紙、導電塑料包好），避免引線懸空而引起靜電使器件損壞；

b. 在進行通電的振動、沖擊和恒加速度等試驗時，應注意器件（特別是CMOS器件）不用的輸入端不準懸空，通電后要防止輸入端斷開而變成懸空，要保證試驗過程中器件的所有引線接觸可靠；

c. 在試驗開始應先加電源電壓，后加各種輸入信號電壓；在試驗結束后應先關各種輸入信號電壓，后關電源電壓。

4.8.6 功率老化試驗

a. 所有老化時用夾具和老化插座必須接觸良好。特別是在高溫（85℃、100℃、125℃及150℃）下用的老化夾具，要保證在高溫下接觸良好，不允許出現開路現象；

b. 老化電路中必須采取防自激振蕩的措施，特別是高頻器件老化中必須防止發生自激振蕩現象；

c. 老化用電源必須具有過壓、過流保護措施；

d. 在220V輸入端應加上電源干擾濾波器；

e. 待老化器件應逐只插上老化臺，逐只檢查（裝接極性、電連接可靠性、輸出功能是否正確）正常后再插次后的老化管子。逐只檢查時，施加的老化條件Vce應適當減少至1/3Vce左右，Ic（Ub）調節每只應從零壓開始增加調節，然后回至零壓，準備次后的老化管子，以防接觸不良或過壓過流電沖擊而燒管；

f. 器件上老化臺完畢，按規定條件逐漸加老化電壓和電流，逐只檢查每只器件工作電流情況；

g. 用自激振蕩檢查儀和點溫計檢查器件是否振蕩和殼溫是否符合規定；

h. 老化結束時，應先逐漸減少電壓和電流，然后再關掉電源，以防在滿功率負載關電源時，引起反電勢脈沖電壓損傷靜電放電敏感器件。

4.9 接收及入庫檢查要求

4.9.1 所有靜電放電敏感元器件的包裝應有明顯標志。

4.9.2 清點靜電放電敏感元器件的數量時，盡量不打開靜電放電敏感元器件的包裝。如果保護包裝不是透明的或不打開靜電放電保護包裝就不能進行工作時，則必須遵照下列規定：

a. 帶標簽的包裝，應該檢查靜電放電敏感元器件的包裝，以證實符合合同規定的標簽和靜電放電保護包裝的要求。

b. 未帶靜電放電敏感標志的包裝，如果供貨方對含有靜電放電敏感元器件的專用包裝標志負有責任，則按下列兩種方法處理：

· 無靜電放電敏感標志，但有保護包裝箱，則應該用專用標志給包裝加標志，并按有關規定操作這些靜電放電敏感元器件。反饋供貨方注意以后必須帶有專用標志。

· 無靜電放電敏感標志、無靜電放電保護包裝的靜電放電敏感元器件，應該按有缺損的靜電放電敏感元器件拒收，即使供應方再次提交驗收該批元器件時，也應不予接受。

c.打開包裝和驗收靜電放電敏感元器件時，只能在靜電放電保護區域進行，如果包裝尺寸允許時，應在靜電安全工作臺上進行。

d.把檢驗后的靜電放電敏感元器件重新包裝在靜電放電保護包裝材料內，并在外包裝上加貼靜電放電敏感標志。

4.10 貯存保管和包裝運輸的要求

4.10.1 靜電放電敏感元器件的貯存保管基本要求

a.庫房內必須有防靜電工作臺；

b.庫房內必須有專用地線；

c.庫房要有防雷電措施；

d.庫房內或附近不準有產生高壓的設備；

e.庫房內必須配備各種防靜電的容器，如各種鋁盒、不銹鋼盒、防靜電塑料袋（盒），以及防靜電的泡沫塑料等；

f.凡靜電敏感器件的貯存必須有專人負責，并必須經培訓合格，持證上崗；

g.庫房必須清潔整齊、無腐蝕性氣體，溫度、濕度應符合有關規定。保存半導體器件芯片或集成電路微處理器還應避光；

h.存放靜電放電敏感元器件的倉庫必須有明顯的靜電放電敏感標志，并保證所有存放的靜電放電敏感元器件的包裝均有靜電放電敏感標志。

4.10.2 具有靜電放電敏感器件的印制電路板，組件貯存的基本要求

a.印制電路板組件必須放在防靜電工作臺上；

b.印制電路單板組件在任何存放過程中，均應用短接插座進行短接；

c.印制電路板組件從整機上拔下以后，應立即用短接插座進行短接保護。印制電路板組件不能重疊放置；

d.印制電路板組件必須貯存在防靜電的塑料袋或防靜電的金屬柜里，金屬柜外殼應良好接地；

e.嚴禁將印制電路板組件在無可靠防靜電的措施下，放在衣袋中帶出防靜電保護區域（或工作臺），或則讓不符合靜電放電要求的人員撫摸或加工；

f.整機的貯存要求。

·整機必須貯存在靜電安全工作區域內。

·整機從系統中取出后（或不未裝入系統），其外接插座必須用短接插座進行短接。

4.10.3 包裝的基本要求

a.所有靜電放電敏感元器件，應用足以提供保護的靜電放電保護材料（導電、靜電耗散和抗靜電）包裝。這些材料制成袋、盒或容器，且應無腐蝕作用，以及有足夠的導電性以防止產生電火花的情況下控制放電；

b.具有良好導電材料包裝或以具有外電場屏蔽層的抗靜電材料包裝例下：

·三層容器，內層為抗靜電材料，另外兩層的結構可以是靜電場屏蔽外層加絕緣的中間層，也可以是絕緣外層加靜電場屏蔽中間層。

·導電的或抗靜電的無腐蝕性元器件導軌，每條導軌兩端有防止元器件移動的無腐蝕性導電（或抗靜電）泡沫塞。導軌又包裝在導電的靜電場屏蔽材料內。

c.防護袋采用加熱來完成產品密封時，應使袋內空氣最少，并留有足夠的未封材料長度，以完成最少一次重新密封。

4.10.4 運輸傳遞的基本要求

a.靜電放電敏感器件必須放在防靜電包裝盒里后才能運輸傳遞，且采用不會因振動磨擦等而產生靜電的包裝和夾具；

b.印制電路板組件必須放在防靜電的金屬容器里才能運輸傳遞，且不能重疊放置；

c.印制電路板上的電容器不能因靜電引起充電，如有充電應使電容器放電；

d.用橡膠傳送帶傳送印制電路板；應先對傳遞帶進行防靜電處理；在傳送器件或印制電路板過程中，應盡量減速小機械振動和沖擊；

e.整機必須放在合適的防靜電容器才能運輸。

4.11 電氣裝調試驗中防靜電放電的基本要求

4.11.1 對電裝車間基本要求

a.所有電裝工作臺必須是防靜電工作臺；

b.必須配備導電清洗液或溶劑；

c. 必須配備空氣離子發生器（電離器）。

電離器通過使空氣中的分子電離成正和負離子來散逸靜電電荷。正離子被吸引到帶負電的物體，負離子被吸引到帶正電的物體，結果形成電中性。電離空氣的方法可用于不能實現有效接地的場所來泄放靜電電荷，或用于對接地也無效的絕緣體進行電荷的散逸。電離器還能散逸噴涂操作場所的電荷（如三防漆噴涂）；

d.必須埋設專用地線（電子地）；

e. 必須配備溫度和濕度調節器，一般溫度控制在25±5。C，相對濕度控制在30%～70%；

f. 配備防塵裝置，保持室內清潔整齊；

g. 必須配備保護性絕緣地墊。

保護地板材料可以是導電的、靜電散逸的、抗靜電地毯、乙烯基樹脂板、乙烯基瓷磚和水磨石。嚴禁使用不抗靜電的化纖地毯。采用導電乙烯基樹脂板時，應采用導電粘結劑。硬表面地板不應該打臘，因為臘表面是高阻的，易產生靜電。采用導電地板時應使用導電鞋、鞋套或腳跟接地器，以便使人放電。這些物品只有在ESD防護區才穿戴，且應保持清潔，沾污會妨礙它們與地板之間的電傳導。坐在ESD防護區工作椅上的人，經常會把他們的腳從地板上臺到工作椅的踏腳上。這就失去了導電地板的作用。因此導電地板往往需要使用接地的導電工作椅。在導電地板與地之間接入適當的電阻，以便把電流限制到安全電平。

4.11.2 對電裝的基本要求

a.電烙鐵及儀器、設備必須均良好接地。烙鐵應無漏電現象，必須使用低壓電烙鐵。熱烙鐵頭到地的電阻應小于20Ω，以保證它上面的壓降小于15V。可靠的辦法是：電烙鐵頭與電烙鐵殼體永久牢固連接。避免電烙鐵頭感應帶電。每周第一個工作日，必須檢查烙鐵頭的電阻。當電阻值超過5Ω（冷阻）時，就應調換烙鐵頭；

b.電裝必須在防靜電工作臺上進行；

c.靜電放電敏感器件在手工焊接時，先焊器件的電源正端，再焊器件的電源負端，最后焊各輸入、輸出端，場效應管應按源、柵、漏依次焊接；

f.焊接或浸錫時，溫度和時間要選擇適當并嚴格控制。焊接和浸錫時，切勿超過各靜電放電敏感元器件本身的耐焊性試驗條件。對于混合電路溫度更應嚴格控制（如模擬開關等集成電路）。一般每次焊接時間應不超過3s；

g.在裝焊電容器之前（特別是電解電容器或大容量非電解容器），電容器電極引腳應用短路棒短接放電后才能裝焊，以防電容器放電而產生電浪涌損作靜電放電敏感件；

h.在用手接觸靜電放電敏感器件之前，應用工具或探頭接觸 一下接地板，進行放電；

i.靜電放電敏感元器件裝配的電路板組件完成后，如有電連接器或電線接口，應用短路塞作短路保護然后將其重新包裝在靜電放電保護材料內，并加貼靜電放電敏感的專用標志。把靜電放電敏感組件板放置在保護容器或靜電防護小車內運輸傳遞到下一工序；

j.在ESD防擴工作區內使用的工作說明書、圖紙和類似的技術文件不應該用一般塑料薄片或塑料封皮包裝。

4.11.3 對調試的基本要求

除必須符合電裝的基本要求之外，還需符合下列的處理辦法：

a.每次進行調試或試驗前，均應首先檢查參與試驗的儀器、設備接地是否正確、良好地線是否帶電，經檢查確認接線正確無誤、接地良好之后才能通電工作；

b.在通電調試過程中，不允許插拔靜電放電敏感器件或印制電路板組件和電連接器，更不允許在帶電狀態下進行靜電放電敏感元器件的更換裝焊；

c.在連接和脫開試驗電纜線以前，試驗設備和正在試驗的ESDS電子產品的所有外殼應該連在一起，連接試驗電纜時短路棒應繼續留于原處，直到外殼接地點被短路在一起。在移開試驗電纜時應再次將短路棒放回原處；

d.進行調試時應先加整機電源電壓，后加各種信號源的輸入電壓。當結束時應先切斷各種信號源的輸入電壓，后切斷整機電源電壓；

e.規定處理ESDS器件和進行安裝的人數應盡可能少；

f.在ESDS 器件電裝試驗專用場地應標明“未經允許不得入內“，并遵照執行。不允許穿戴用容易產生靜電材料制做工作服（如像尼龍或的確涼等 ）的人員進入，把靜電荷帶入。

4.11.4 對清洗和噴涂的基本要求

a.清洗劑應選擇對器件封裝無腐蝕無溶解的溶液（如：不能選擇能溶解塑封材料的三氯乙烯）；

b.最好不用超聲波清洗，如果必須用，應按下述條件進行：頻繁28～29KHZ（防止器件諧振）、輸出功率15W/L（1次）、振動源不能直接接觸器件或印制電路板、超聲清潔時間應小于30s；

c.用刷子人工清洗ESDS電子產品時，不能使用人造毛刷子，且應使電離氣體直接對著正在清洗的區域，以便散逸靜電荷。如果可能的話，所有自動清洗設備都應接地。在清洗時，ESDS電子產品的引出端和連接處應短接在一起。清洗ESDS電子產品時，應盡可能使用導電清洗溶劑；

d.為清洗ESD防護材料，使用溶劑，例如丙酮、乙醇、或其它清洗劑時，應小心。有些ESD防護材料使用這些溶劑會降低它的效果。特別是對洗凈型抗靜電劑，它們被析到表面，與空氣中的水汽一起形成濕氣層；

e.在用空氣噴射溶劑時，用電離器來散逸噴涂操作場所（如噴沙、油漆）的電荷。

4.12 靜電放電敏感標志和識別

4.12.1 靜電放電敏感標志（國內外相同）為：等邊三角形“△”。打印在元器件標志面明顯處。靜電放電敏感度分為三級，一級靜電放電敏感元器件用一個△表示，二級靜電放電敏感元器件用△△表示，三級靜電放電敏感元器件不用△表示。

4.12.2 該標志也可以作為第一引出端（引腳）的識別標志，當使用這種靜電放電敏感標志時，三角形不能比元器件型號等標志小。

4.12.3 我國有關靜電放電防護控制工作起步較晚和管理等原因，止今大多數靜電放電敏感器件在標志上還未打印專用“△”標志。在靜電放電敏感器件防護包裝等方面還存在著不少問題，如包裝盒不符合要求，靜電放電敏感器件上沒有表靜電放電敏感標志等。

5 防止電浪涌損傷的措施常識介紹

電浪涌即是放電現象，放電的特征是大電量及小電位，或大電量及高電位，前者居多。電浪涌（即電瞬變）是電子產品裝調和使用過程中常出現的問題，它對半導體器件的破壞性很大，輕則損傷表現為PN結漏電流增大和晶體管放大系數下降，重則損傷則為PN結短路，甚至鋁金屬被燒熔。

5.1 常見電浪涌現象的產生

5.1.1 電源電壓實然波動

a.供電電網附近使用的大功率用電設備瞬時起動、關閉、或超負荷等原因，引起電壓波動或瞬變脈動電壓疊加在電源電壓上，未阻止的進入電子設備和儀器；

b.商用供電電網電壓超出規定變化范圍（10%），使電子設備和儀器承受不了。不正常的電壓變化。

5.1.2 三相電不平衡，零線帶電。

5.1.3 儀表、設備（特別是國產儀表設備）的開啟和關閉，產生的電浪涌電壓。

5.1.4 電烙鐵泄漏電。

5.1.5 測試儀表的測試端子存在隔直流電容器放電。

5.1.6 電路中的高壓放電將在附近信號線中感生電浪涌。

5.1.7 電容器因放電不凈而存在剩余電壓，電裝時對已裝的靜電放電敏感元器件放電，產生電浪涌損傷。

5.2 對電浪涌保護的對策（例舉）

5.2.1 采用專用地線

由于供電系統的保護接零與實際應用要求有矛值，原因是采取保護接零時，在三相中用電不平衡時，零線是帶電的，零線帶電易于使靜電放電敏感元器件失效。為改變地線帶電，推薦下列兩種專用地線的供電接法（圖2，圖3）。

5.2.2 電源系統的措施

a.市電（單相、三相）不穩，可加單相和三相交流穩壓器；

b.動力系統上有大功率負載時，在大功率負載接通和斷開瞬間，在電源線和地線內就會出現電浪涌。這種電浪涌可能通過前級輸出電路耦合到輸入端。高的瞬變電壓輕則破壞電路的正常工作，重則損壞輸入晶體管的EB結；

電源系統內的電浪涌可采用“低通濾波器”將其濾去，濾波器線路如圖4，圖5，圖6所示；

c. 供電系統中增加隔離變壓器；

?d. 在每只儀表供電輸入端加接濾波器（特別國產儀表設備）。

5.2.3 斷開電感性負載時產生浪涌電壓

在使用電感作為負載的電路中，開關瞬間在負載上將產生電浪涌，這種“下沖”電浪涌隨電感值增大而增加。

解決的方法是在電感負載的兩端并連箝位二極管或電容器與電阻串連支路。如繼電器觸點電弧抑制，為了避免損壞觸點，必須采用一種電弧抑制方法。對于直流負載，可以采用圖7所示單個二極管，此二極管必須能通過一等于額定負載的電流，反向電壓額定值必須高于電路的電源電壓。對于交流電路，可采用圖8、圖9的方法。

?5.2.4? 供電電源引起的浪涌干擾 ? ?

某些電子設備在使用時可能出現的電浪涌。例如，電子管示波器的同步輸入端在同步開關轉換瞬間就可能輸出高壓脈沖，燒壞產生輸出同步脈沖的器件。數字電壓表負端V-使用時不接地（有正電位），在測試參數轉換的瞬間可能產生電壓浪涌。

電子設備的機殼帶電。當半導體器件或電路的管腳與它相碰時，就會在器件內部產生一次電浪涌。解決的辦法是機殼接地良好。

電烙鐵漏電。電烙鐵漏電并且接地不良，對MOS電路輸入端和雙極單穩電路及振蕩器等電路的外接元件端所造成的損壞特別嚴重。如果只是將電烙鐵接地，烙鐵頭長期使用后因氧化嚴重易引起烙鐵頭接地不良，同樣會造成集成電路損壞。

解決電烙鐵漏電的措施有：

a.烙鐵頭上用銅焊方法焊一條銅絲，烙鐵頭與烙鐵體一起同時接地，接地電阻要低，保證接地良好；

b.使用低壓電烙鐵（24～32V）焊接（用變壓器降壓）。同時解決了與220V交流高壓隔離；

c.在焊接的瞬間將烙鐵斷電（拔出電源插頭）。此法雖然麻煩，但是它是最安全的，特別是在系統上更換電路或器件時，最好采用此法。

5.2.5 電容性負載時產生浪涌電流

如果電容負載瞬間加電或由高電平向低電平轉換的瞬間，由于電容器兩端的電壓不能突變，均會產生電容器的充電或放電電流，而這個浪涌電流有很大的破壞性。解決辦法很多，最有效和簡單的辦法是串接一個適當的限流電阻，或當申容性負載充電到一定程度之后，再撤銷這個限流電阻。

5.2.6 驅動白熾燈時產生浪涌電流

當白熾燈未點亮時火絲是冷的，其電阻很小，在電路接通的瞬間，燈絲上突然流過比穩定時大5～15倍的浪涌電流，燈絲受熱后電阻變大，電流才變小而穩定下來。解決辦法可采用專用的限流電路來限制浪涌。

5.2.7 接地不當導致元器件損壞的措施

由于地線問題引起器件或整機燒毀的事故時有發生，為此應該芊格按照元器件和有關整機的使用要求按好地線。如不要將三相交流電源插座中的“地線”與“零線”相接，“零線”上會有50V左右的電壓，特別容易引發CMOS申終的閂鎖失效，嚴重時可能使器件燒毀。因此，電子設備的裝調試驗的場地，應單獨埋設專用“電子地”。“電子地”和三相交流氣的“零線”不能誤用，要加強自查，對于臨時拉設的拖線板，要確認無誤。

5.2.9 防護元件

為了抑制電路中可能出現的各種浪涌、靜電、噪聲和輻射等干擾對器件及電子設備產生的不良影響，除了采用常規的阻容元件和二極管構成的保護網絡外，近年來發展了一些專用的保護元件，如：瞬變電壓仰制二極管、鐵氧體磁體、熱敏電阻器和壓敏電阻器等，其中瞬變電壓仰制二極管和鐵氧體磁體在J用、H天型號上使用最為廣泛。相關內容詳見有關資料。

5.3 重視和研究電浪涌

靜電損傷和電浪涌的瞬時的破壞性，是客觀存在的一種物理變化過程，其有一定的隱蔽性和潛在性，它無處不有無處不在的威脅著電子產品的安全和可靠性，我們決不能輕視它，而是應該重視它和研究它。辦法總比困難多，電浪涌保護的方法很多，但要針對電浪涌電壓產生源頭想對策，研究它的現象和機理，才能找到簡捷可靠有效預防措施。只有積極地開展有效的靜電和電浪涌的防護控制的措施等工作，才能確保我院H天產品及其它電子產品的高可靠性。

審核編輯：黃飛