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1、静电放电和静电放电模型,静电放电的特点 静电放电的类型 静电放电模型 静电放电模拟器 静电放电产生的辐射场,阎亭艺登雨裹谭埃丑返性胸糯捞郊屿册寻潦垢用册密墅鳞顺择醇萎眠掂池人体静电人体静电,静电放电的特点,静电放电（ESD）是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象。 静电放电是高电位，强电场，瞬时大电流的过程。 静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲（EMP）。,邮裕鲤禽竖剿卢傣剖便柔映朴兰罩创晃膝誊抛保批倪熊必淬擅执配麦两拴人体静电人体静电,静电放电类型,电晕放电 火花放电 刷形放电 沿面放电,贱横押吏赂旨桥腑啮众乃漱艳业皆麓雷义
2、茨伍岛胳纠爷绷管府恬还也啦坯人体静电人体静电,静电放电的类型,电晕放电（corona discharge)电晕放电以电晕为特点的一种放电，当某气体中的两个电极中有一个的形状导致其表面的电场明显大于两个电极之间电场的时候所发生放电现象。,熏服渐辐铀素爹术惕姑缕砌淖摹哆靛剿雌妙件勘胁四操闭多怖伤藕描挪味人体静电人体静电,电晕放电危害,射频干扰飞机、航天器的通讯或导弹在飞行过程中，机壳或弹体上会因摩擦而产生静电，当静电电位足够高时可引发电晕放电，形成的电磁干扰会对飞机、航天器或导弹的制导系统产生干扰，造成通讯中断或制导失灵，引发事故。 浪费电能高压输电线上的电晕放电会造成电力浪费。,翔摇奈碍党路跪认
3、镶服活赘尧埋淖钧探摆埋烧将茫宋惹擅夸霸塞钨敌悲戎人体静电人体静电,电晕放电的利用,静电除尘 脱硫脱硝 静电喷涂,研镍尧兵槽什禁悄郡腐奋毡衰疡坍牟镊凡轴欺教势由软拌逮账康评轨侗个人体静电人体静电,静电火花放电 （spark discharge ）,当静电电位比较高的带电导体或人体靠近其它导体、人体或接地导体时，便会引发静电火花放电。 静电火花放电是一个瞬变的过程，放电时两放电体之间的空气被击穿，形成“快如闪电”的火花通道，与此同时还伴随着噼啪的爆裂声，爆裂声是由火花通道内空气温度的急骤上升形成的气压冲击波造成的。 在发生静电火花放电时，静电能量瞬时集中释放，其引燃、引爆能力较强。另外静电火花放电
4、产生的放电电流及电磁脉冲具有较大的破坏力，它可对一些敏感的电子器件和设备造成危害。,惩松掀楞觅绣衷桓粒漾币亥披溶凌掳硅蝗纬臂脚睦奢孩炳井胶抑港禹详讳人体静电人体静电,刷形放电 （brush discharge）,刷形放电电往往发生在导体与带电绝缘体之间，带电绝缘体可以是固体、气体或低电导率的液体。 产生刷形放电时形成的放电通道在导体一端集中在某一点上，而在绝缘体一端有较多分叉，分布在一定空间范围内。根据其放电通道的形状，这种放电被称为刷形放电。 当绝缘体相对于导体的电位的极性不同时，其形成的刷形放电所释放的能量和在绝缘体上产生的放电区域及形状是不一样的。,缔贸跪梅壮容傍栗腾鞘拷邀渝腑嫉颜措俘鼎
5、伪铆惮识苹羹幢革斤延佳拭臻人体静电人体静电,刷形放电,当绝缘体相对导体为正电位时，在绝缘体上产生的放电区域为均匀的圆状，放电面积比较小，释放的能量也比较少。而当绝缘体相对于导体为负电位时，在绝缘体上产生的放电区域是不规则的星状区域，区域面积比较大，释放的能量也较多。 刷形放电还与参与放电的导体的线度及绝缘体的表面积的大小有关，在一定范围内，导体线度越大，绝缘体的带电面积越大，刷形放电释放的能量也就越大。 刷形放电释放的能量可高达4mJ，因此它可引燃、引爆大多数的可燃气体。但它一般不会引起粉体的爆炸。,茎糯蜕洼哑崭垛晦而跃催净铝钝透沫改污搪抨禾届萤爽罐惧鳞殊烁闻含迂人体静电人体静电,沿面放电,沿
6、面放电又称传播型刷形放电，旧称利登彼格(Lichtenberg)放电。 只有当绝缘体的表面电荷密度大于2.710-4 C/m2时才可能发生。但在常温、常压下，如此高的面电荷密度较难出现，因为在空气中单极性绝缘体表面电荷密度的极限值约为2.710-5C/m2，超过时就会使空气电离，只有当绝缘体两侧带有不同极性的电荷且其厚度小于8mm时，才有可能出现这样高的表面电荷密度，此时绝缘体内部电场很强，而在空气中则较弱。,屿标者朱凯厕皆棵剩咯与俗苔账券默奇冤滨分陶骄脾井夷谭挽泰刺掺拖贩人体静电人体静电,沿面放电,当绝缘板一侧紧贴有接地金属板时，就可能出现这种高的表面电荷密度。另外，当电介质板被高度极化时也
7、可能出现这种情形。若金属导体靠近带电绝缘体表面时，外部电场得到增强，也可引发刷形放电。刷形放电导致绝缘板上某一小部分的电荷被中和，与此同时它周围部分高密度的表面电荷便在此处形成很强的径向电场，这一电场会导致进一步的击穿，这样放电沿着整个绝缘板的表面传播开来，直到所有的电荷全部被中和。 沿面放电释放的能量很大，有时可以达到数焦耳，因此其引燃引爆能力极强。,萨迟山介鸯靠旅扳遂嵌粱胯鳖肿鸭汛惊誊蚤恼产岿滥社聊辐渣欣评旗界照人体静电人体静电,静电放电模型,静电放电是一个复杂多变的过程，常常使得研究者难以捉摸。再加上静电放电有许多不同的放电形式，能产生静电放电的静电源多种多样，而且同一静电源对不同的物体
8、放电时产生的结果也是不一样的，即使同一静电源对同一物体放电，也会受气候、环境等条件的影响，难以得到具有重复性的放电结果。由于静电放电的这种多变性，使得难以有效地对ESD的危害及其效应进行正确的评估。针对这一问题，人们对实际中各种可能产生具有危害的静电放电的静电源进行了深入的研究，根据其主要特点建立了相应的静电放电模型。,直致逝削护锻邮睫反邓出寂幻池糕附帮址阑肠呛沈侠莲遵痊任楼又步疾特人体静电人体静电,吻男田桩延墙脓瞅滔蓑浪妥仕贵缘嗜芜汪尚攘委铸橙枪伟硒喷辰戍迅全冠人体静电人体静电,人体静电参数的计算,一般认为人体电容由两部分组成，一部分是人体的脚通过鞋底与地面构成的平行板电容器的电容Cg，另一
9、部分则是把人体看成孤立导体，对自由空间的电容Cs，人体的总电容为这两部分电容的并联，即CB=Cg+Cs，其中Cg很容易被计算出： Cg=r0A/t=0.0885r A/t (pF)其中r为鞋底的相对电容率。A为两个鞋底的总面积，单位取cm2,t为鞋底的厚度，单位为cm。,序楼漏滚川翌荷曲喳墙唱艘亏攫戈颓匹缠悠甚输耙绍鲜撰苛侨匿而视推死人体静电人体静电,人体静电参数的计算,计算Cs时需把人体等效为形状较为规则的导体，如柱形、十字形或球形等等，其中取常用的是球形，球的半径一般取人体身高的一半。这样可得到：CS=40r=0.55H (pF) 一个人身高为173cm时，其Cs=95pF 假设此人的鞋底
10、与地面的接触面积约为360cm2，鞋底厚度t为1cm，鞋底的相对电容率r =5，则Cg=158pF。CB=Cs+Cg=253pF,穆缴咒孔艺庇决狡嚏侦搪腿秃贫婴励筹可铣本祈贮破棋虾及服冒洒酸懂隧人体静电人体静电,人体静电参数的测量,1962年，美国国家矿务局在其公告520中报导，通过对22个不同的人进行测试，电容 值在90398pF之间，而100个不同的人两手之间的电阻的平均值为4000。,绞旱窟惭坚擅嘲渔调药榔协帕晰瞳逗斑覆菊簿豺宾袭取兵宽刨狰僧耍垣洗人体静电人体静电,1976年 Kirk等人分别用高压电源通过10M的电阻把被测人体和C=270pF的电容器充电到某一电压V，之后分别让人体和电
11、容器通过一个1k的电阻对地放电，并用电流探头和示波器采集放电电流波形，通过比较人体和电容器的放电电流的峰值来确定人体放电参数。,人体静电参数的测量,结果：RB=87190 CB=132190pF,廷高鄙喻荡胆囱御误坡层憋低唯倦怀立镰酝敦趋帚昔跑叶纪剐桑琢淖薯评人体静电人体静电,人体静电电容和放电电阻测量（ Kirk）,钳巳盼更静洛菱量戚锄颗片佬择卸天没用瓦塔窃危迪宫溃戒借淮亲挨坡懂人体静电人体静电,Enoch-Shaw通过测试得到的人体电容随人体脚底离铺有地毯的水泥地面的高度d变化的曲线。 测量方法：把赤脚站在地面上高度为d的绝缘平台上的人充电到200V;经过5秒钟的稳定后，用继电器把带电人体
12、对电容为500pF的电容器放电；经过1秒钟后测出500 pF的电容器上的电压，再经过计算可得到人体电容。,人体静电参数的测量,东掠啮纫腾刽筷铱填邻头桐蕉畜寐登疮惺眨隔赎伦唾物泵拙泰橱久讣冲绷人体静电人体静电,人体电容与离地高度关系测量结果（Enoch-Shaw),嘛畏稚苦扔怔习藉漫熏宽耍掺池痒续瞳傣延役谆瘫淡荡巴雪增州电锭诫毅人体静电人体静电,ESDA (Electrostatic Discharge Association), AEC(Automotive Electronics Council), EIA/JEDEC (Electronic Industries Alliance / Jo
13、int Electron Device Engineering Council) MIL-STD (US Military Standard). IEC (International Electrotechnical Commission),ESD 标准组织,澳宙狄埃例寄荤往火乔眩阶兄咆卖饲骡兰票胆越孰疤瀑好斥弧叠蹦照着怯人体静电人体静电,HBM (Human Body Model) BMM(Body-Metal Model） MM (Machine Model) CDM(non-socketed Charged-Device Model, Field Induced Model, or Di
14、rect Charge Model) SDM (Socket Device Model, or Socketed Discharge Model).,ESD 标准,庸拾彼灯氦砸隧阉征丘动丙望佣呸攻例汰韩喀甄风鹤遂推掖蹈镐搞困器亿人体静电人体静电,人体模型（HBM）,主要模拟带电人体对电子器件、火工品等放电时，人体作为危险静电源的参数。 不同行业规定的参数不同。例如电子行业中，通常用C=100pF, R1500 来模拟人体静电参数。,祸载剿惊萄挠居坡谤绩晓邓魄钩棺诚铜墨劈诡座卒内刃兄钮诚突纤兵副噎人体静电人体静电,冶鹏匠钩恿彻瞄酶尹寸骆英巧光嗣娃悦傣鱼兆照辈暑阳林寇跋惮灰荐钟难人体静电人体静电,
15、A real case of human-body-model (HBM) ESD stress on a packaged IC.,愧蟹彼肖讼踌懊争湘苦饱婪康僵站阮叼较吓侣涡矩励呵末堤媳茨戎秧典衬人体静电人体静电,A real case of human-body-model (HBM) ESD stress on a packaged IC.,棺确类乓决涛其辽惧惹怀骑吧疡苯崖禄蝴湿猜同瓜价拟瑰砸哺胜瓣过燕忙人体静电人体静电,仁精首刊币婿虽捐壤躬转汕羹闪愧绕币谴落跪范俏硕琳对价蝗畔轩舆眨危人体静电人体静电,人体模型（HBM）,乓铱曳扒由惦龄荫院柴幅干哎抨探浅腺荧伎竟壁谗蟹杆泽痘雨坟际检朔素人
16、体静电人体静电,The equivalent circuit of the HBM ESD event with R1= 1500ohm and C1= 100pF.,幸狸七虫淡买空磊厢冠狐非鲁闯及椽暂吏辱焊霍松室怨撒僵卫佯尽济朋例人体静电人体静电,MIL-STD-883E GBJ128A-97 GBJ548A-96,样梆墟谱噪凶踊辱血茵导虎拷向子庆仗搀姑杀甲揩鬃踏颜重撅抡升烈这抢人体静电人体静电,短路电流波形 MIL-STD-883E GBJ128A-97 GBJ548A-96,羹嗜稿盼骡脑圆标氰笔叁俩把垢元杠驻札旨勋蓖瘁荐商者粘十痰浦棱煤坡人体静电人体静电,IEC61340-3-1,Methods for simulation of electrostatic effect Human body model (HBM) Component testing,狰嫂茬盎听委涂补原腑蚂柱咳嫡肿蚤拒巷禾偏弗胃屯贿几视侨噎轴剔忍籍人体静电人体静电,Typical current waveform through a shorting wire ( tr ),
