冬天脫毛衣時(shí)聽(tīng)到 “噼啪” 聲，摸門(mén)把手時(shí)被 “電” 了一下？這就是生活中最常見(jiàn)的靜電放電（ESD）現(xiàn)象。看似微小的靜電，對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)可能是 “致命殺手”—— 手機(jī)屏幕失靈、傳感器誤觸發(fā)、芯片燒毀，很多時(shí)候都和ESD脫不了干系。

今天我們就從基礎(chǔ)講起，了解ESD的本質(zhì)、危害，以及如何通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證防護(hù)效果。上海雷卯作為 ESD 防護(hù)領(lǐng)域的資深廠商，也會(huì)在文中分享行業(yè)實(shí)用經(jīng)驗(yàn)。

一、靜電放電：看不見(jiàn)的 “電子殺手”

靜電是物體表面積累的靜止電荷，當(dāng)帶異種電荷的物體靠近或接觸時(shí)，電荷會(huì)瞬間轉(zhuǎn)移形成放電，這就是 ESD。別小看這個(gè)過(guò)程：人體帶電接觸電子設(shè)備時(shí)，ESD 電壓可達(dá)數(shù)千伏，而如今的芯片絕緣層厚度僅幾納米，根本扛不住這樣的沖擊。

靜電怎么來(lái)的？

核心原因是 “電荷轉(zhuǎn)移”。兩種不同材料摩擦、接觸或分離時(shí)（比如插拔 USB 線、塑料外殼摩擦），電子會(huì)從一種材料跑到另一種材料上。材料在 “摩擦電序列” 中的位置越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)移的電荷就越多，產(chǎn)生的靜電也就越強(qiáng)。

為什么現(xiàn)在必須重視 ESD 防護(hù)？

半導(dǎo)體器件的工藝微縮是一把 “雙刃劍”，一方面遵循晶體管縮放定律：，芯片工藝越來(lái)越先進(jìn)（比如 7nm、5nm），將晶體管尺寸縮小至 1/k，其面積、功耗、延遲分別降至 1/k2、1/k、1/k，顯著提升器件性能；另一方面，工藝微縮會(huì)導(dǎo)致絕緣膜厚度按比例縮減（如硅半導(dǎo)體常用的 SiO?絕緣膜），由于 SiO?的介電強(qiáng)度為 8-10MV/cm（恒定值），絕緣膜厚度減小會(huì)直接導(dǎo)致其耐壓能力同步下降，使半導(dǎo)體器件對(duì) ESD 的敏感度大幅提升。絕緣層越來(lái)越薄，抗 ESD 能力大幅下降。

此外，電子設(shè)備的小型化設(shè)計(jì)使得內(nèi)部器件布局更密集，ESD 產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾更易擴(kuò)散；智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等需要頻繁插拔接口（USB、Type-C 等），ESD 沖擊的概率比 10 年前增加了數(shù)倍。多重因素疊加，使得 ESD 防護(hù)成為電子設(shè)備設(shè)計(jì)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而增加ESD 保護(hù)二極管則是目前最主流、最有效的防護(hù)方案之一。

二、ESD 測(cè)試：防護(hù)效果的 “試金石”

要驗(yàn)證 ESD 防護(hù)是否可靠，必須通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。目前行業(yè)通用的測(cè)試體系分為 “器件級(jí)” 和 “系統(tǒng)級(jí)” 兩類，雷卯所有 ESD 保護(hù)二極管都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，雷卯 EMC 小哥全程參與測(cè)試流程把控，確保產(chǎn)品滿足各類應(yīng)用需求。

1. 器件級(jí)測(cè)試：模擬生產(chǎn)場(chǎng)景

人體模型（HBM）：模擬工人帶電接觸芯片時(shí)的放電（比如拿取未封裝的 IC），測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是 JEDEC JESD22-A114，合格門(mén)檻通常是 2500V-8000V。

機(jī)器模型（MM）：模擬自動(dòng)化設(shè)備（比如貼片機(jī)）帶電接觸器件的放電，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) JEDEC JESD22-A115，要求比 HBM 更嚴(yán)格。

帶電設(shè)備模型（CDM）：模擬芯片自身帶電后接觸接地電路板的放電（比如從料盤(pán)取芯片時(shí)），測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) JEDEC JESD22-C101，考驗(yàn)器件瞬間抗沖擊能力。

2. 系統(tǒng)級(jí)測(cè)試：模擬用戶場(chǎng)景

IEC 61000-4-2：最常用的系統(tǒng)級(jí) ESD 測(cè)試，分 “接觸放電”（直接碰金屬接口）和 “空氣放電”（靠近帶涂層的外殼），一般消費(fèi)電子要求接觸放電 ±8kV、空氣放電 ±15kV。雷卯ESD/TVS二極管全系通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，部分型號(hào)可達(dá)接觸放電 ±30kV。

IEC 61000-4-5：模擬雷擊或電源開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的浪涌（大電流脈沖），測(cè)試波形為 8/20μs（8μs 上升，20μs 下降到一半），上海雷卯高功率系列可承受峰值電流達(dá) 100A 以上，防護(hù)實(shí)力拉滿。

小結(jié)

ESD雖小，破壞力卻很大，尤其是在電子設(shè)備小型化、高頻化的今天，防護(hù)已成為剛需。了上海雷卯作為ESD防護(hù)領(lǐng)域的專業(yè)廠商，雷卯EMC小哥憑借豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，常為客戶答疑解惑，了解ESD的產(chǎn)生機(jī)理和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，是做好防護(hù)的第一步。

下一篇，雷卯EMC小哥將聚焦 “ESD 防護(hù)的核心武器”——ESD保護(hù)二極管，拆解ESD的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，看看它是如何 “以柔克剛” 化解靜電沖擊的～

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上海雷卯電子(Leiditech)致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)品牌，供應(yīng)ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、電感等產(chǎn)品。雷卯擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠根據(jù)客戶需求提供個(gè)性化定制服務(wù)，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的解決方案。