靜電放電 (ESD) ：理解、預防與控制指南

這篇文章會帶您深入了解靜電放電（ESD）這個對電子產品和系統來說，既普遍又常常隱形的威脅，本文會帶您了解靜電是怎麼產生和放電的，ESD 可能會造成哪些損害，以及一套完整的預防和控制方法；此外，本文也會詳細介紹必要的 ESD 測試方法、相關行業標準，以及在電子製造、汽車和醫療設備等關鍵產業中，需要特別注意的地方。

1. 靜電放電 (ESD) 簡介

1.1 何謂 ESD？定義與基本原理

靜電放電（ESD），簡單來說，就是當兩個電位不同的物體靠近或接觸時，靜電荷會快速、自發地轉移，通常還會伴隨火花，這種現象的根本原因，是物體表面電荷不平衡所產生的靜電，當電荷不平衡時，物體表面就會有多餘或不足的靜止電荷。

靜電快速釋放可不是鬧著玩的，它可能導致非常嚴重的後果，像是電流熱效應，可能會看到火花，甚至引發火災和爆炸，或是直接讓元件擊穿、燒毀；另外，ESD 還會產生電磁場效應，也就是電磁干擾（EMI），這會干擾到敏感的電子系統。

ESD 的影響可不只物理損壞這麼簡單，它同時是物理破壞和電磁干擾的雙重威脅，因為 ESD 不僅能透過電流熱效應造成元件燒毀或擊穿等物理損壞，還會產生電磁場效應，也就是電磁干擾，影響附近儀器設備的正常運作；這表示，有效的 ESD 防護策略必須非常全面，不只要處理會造成物理損壞的直接電流路徑，還要考慮那些即使沒有直接電氣接觸，也可能干擾敏感電路和系統的輻射電磁場；這種複雜性告訴我們，ESD 的緩解需要多方面著手，導電和輻射層面都要顧到。

1.2 ESD 如何發生：產生機制（摩擦起電、感應起電、接觸起電）

靜電的產生主要有三種方式：接觸、摩擦和剝離（分離）。

• 接觸起電： 當兩個不同的物體互相碰撞或只是輕輕接觸時，其中一方的負電荷就會轉移到另一方，就算只是短暫的接觸，也能產生靜電喔。

• 摩擦起電： 這是接觸起電的一種常見且明顯的形式，當兩個物體互相摩擦時，會導致更明顯的電子轉移，進而產生電荷不平衡，我們日常生活中很常遇到，像是身體跟汽車座椅摩擦，或是衣服之間摩擦，都會產生靜電。

• 剝離起電： 當兩個原本接觸的物體分開時，就會產生靜電。常見的例子像是從捲筒上拉出保鮮膜，或是從底紙上撕下貼紙，這些動作都會讓電荷在分離時轉移。

• 感應起電： 這種方式是把一個沒有帶電的物體，放到帶電物體的靜電場中，這個電場會讓沒有帶電的物體內部電荷重新分佈，進而產生局部電荷不平衡，而且不需要直接接觸。

電荷累積的程度會受到很多因素的影響，像是接觸材料的種類、接觸和分離的速度，還有環境濕度；在工業環境中，還有一些比較少見但相關的因素，包括快速的熱變化（例如，材料通過烤箱後冷卻）、暴露在高能輻射（像是紫外線或 X 射線），以及切割或分切等機械動作。我們人體就是靜電的重要來源，人體靜電主要來自日常活動，像是走路，還有身體、衣服、鞋襪跟其他物體之間的摩擦、接觸和分離。直接接觸帶電的物體，也會讓人體帶上靜電；不過靜電可不是只有人體會產生，自然現象也可能導致靜電，例如：雲層中的空氣對流，還有沙漠中隨風飄動的沙粒，都能產生大量的靜電荷。

濕度是控制靜電的關鍵因素，很多研究資料都強調濕度是一個非常重要的環境因素，低濕度（像是乾燥的環境或開空調的地方）會阻礙靜電荷消散，讓電荷更容易積聚在物體表面和人體內；相反地，如果保持較高的濕度（通常在 40-60% RH 之間），就能顯著減少靜電積聚，因為空氣中的水分子提供了導電路徑；這表示，環境濕度控制是任何 ESD 防護策略中，一個基本且通常很划算的初步防線，尤其是在製造和敏感電子環境中；它直接影響電荷消散的難易度，是一種廣泛的緩解技術，能降低高電壓積聚和隨後破壞性放電事件的總體可能性。

靜電雖然「隱形」又無處不在，但這也讓主動控制變得非常必要，靜電本身是肉眼看不見的，不過，我們日常生活中常見且能感覺到的 ESD 事件（例如，脫毛衣時的劈啪聲、開車門時的電擊感），都表示電壓可能超過 3000V 甚至 5000V；靜電的產生源於簡單的日常動作，像是接觸、摩擦和剝離；靜電荷的產生是一個持續且通常難以察覺的過程，即使它的影響很顯著，這也意味著光靠被動措施是不夠的，即使在我們沒察覺的情況下，大量且具破壞性的電荷也可能積聚，這突顯了持續監測和預防策略的關鍵需求，而不是只對看得見的放電事件做出反應。

1.3 ESD 現象的真實案例

靜電放電在我們日常生活中隨處可見，在乾燥寒冷的天氣裡，摸車門或把手時常有的「觸電感」，就是 ESD 的直接表現；同樣地，脫下溫暖毛衣時聽到的劈啪聲，也表示發生了 ESD 事件，電壓可能超過 5000V；人體靜電測試中頭髮豎起來的現象，也是一個很直觀的例子，還有保鮮膜的黏性，也是靜電造成的。

在工業生產過程中，如果處理薄膜等材料，當材料從滾筒上分離時，您可能會聽到細微的劈啪聲或「靜電放電」聲，這代表積聚的靜電荷已經達到足以擊穿周圍空氣的程度了 ^；此外，操作人員可能會被靜電電到，雖然通常無害，但可能會導致不受控制的「反彈」反應，進而在生產環境中造成安全風險。

雖然 ESD 主要影響電子元件，但人體內過多的靜電積聚，其實也可能對健康產生顯著影響，它可能影響中樞神經系統，改變血液酸鹼度，還會導致頭暈、頭痛、煩躁、失眠和食慾不振等症狀，更重要的是，它甚至可能影響心臟功能，潛在引發心律失常；除了內部影響，皮膚和黏膜表面積聚的靜電荷就像「吸塵器」一樣，會吸引空氣中漂浮的微粒，包括病原體、病毒、重金屬和塑化劑，這些物質隨後可能沉積在人體表面，像是呼吸道、眼睛、頭髮、皮膚和口腔，進而導致過敏、免疫力下降等健康問題。這種更廣泛的影響，突顯了 ESD 控制的重要性，不只是為了設備，更是為了我們人員的健康著想。

2. ESD 對電子元件和系統的影響

2.1 ESD 損壞類型：硬擊穿與軟擊穿、熱損壞、介電擊穿、金屬熔化、晶體管損壞

ESD 造成的損壞可以分成兩種：一種是立即顯現的（災難性），另一種是潛在隱藏的（潛伏性），這種會隨著時間慢慢浮現。

• 硬擊穿（災難性失效）： 這種情況會導致元件瞬間且永久性地失效，例如：晶片介質被擊穿或完全燒毀，這類失效通常在製造或測試階段就能被發現，這樣就能找出並移除有問題的元件，把對後續的影響降到最低 。

• 軟擊穿（潛在損壞）： 這是一種更隱蔽的損壞，元件的性能會下降，或是參數指標低於可接受的水平，雖然它可能暫時還能運作；潛在損壞在標準功能測試中很難被檢測出來，可能要等到後續加工步驟完成後，或者更重要的是，當產品已經在最終用戶手上時，才會以功能缺陷的形式浮現，這類隱藏的缺陷，是產品在現場過早失效的主要原因。

具體的失效機制包括：

• 熱損壞： ESD 產生的高瞬時電流會在元件內部產生極高的瞬時熱量，導致金屬層熔化或燒斷。

• 電場擊穿： 當 ESD 事件產生的高電壓超過內部絕緣材料（如氧化層）的擊穿電壓時，會導致絕緣層永久損壞。

• 介電層損壞： 靜電放電導致介電層的結構性損傷或物理裂痕。

• 金屬熔化或電弧燒灼： ESD 引發的瞬時大電流造成金屬導體的局部熔化或燒灼。

• 晶體管損壞： 靜電放電在晶體管內部誘發高電壓或高電流，破壞其結構。

• 邏輯錯誤： 靜電放電引發的高頻脈衝干擾元件的邏輯電路。

• 瞬態失效： 靜電放電引發暫時性的功能中斷，但元件結構未受永久性損壞。

• 輸入/輸出接口損壞： ESD 對元件的 I/O 接口產生直接損壞。

其他損壞形式包括 ：

• 靜電吸附灰塵： 元件上的靜電荷會吸附空氣中的灰塵顆粒。這種灰塵積聚會降低元件的絕緣電阻，從而縮短其操作壽命。

潛在損壞帶來的經濟和聲譽成本可是非常巨大的，研究資料都一致強調，「軟擊穿」或「潛在損壞」在製造過程中很難被檢測出來，但卻會導致產品在現場失效；此外，資料也明確指出，有效的 ESD 防護有助於「減少生產損失和市場退貨率」^，在現場檢測和修復缺陷的成本，遠遠高於在製造過程中；潛在損壞雖然不像立即災難性失效那麼直接，但對公司的財務健康和品牌聲譽來說，卻是更大的長期威脅，現場失效會導致昂貴的保固索賠、產品召回，並嚴重侵蝕客戶信任；這突顯了在設計和製造階段，投資於穩健的 ESD 控制措施，不僅僅是技術上的花費，更是保護產品可靠性、市場地位和盈利能力的策略性商業決策。

2.2 理解閂鎖效應：機制與後果

閂鎖效應（Latch-up）是積體電路中一個很重要的異常現象，特別是在 CMOS（互補金屬氧化物半導體）技術裡，它發生在 IC 內部的寄生 PNP 和 NPN 雙極性晶體管（BJT）在電源（VDD）和接地（GND/VSS）之間形成正反饋迴路時，這會產生一個低阻抗路徑，導致不受控制的大電流流動，最終可能把晶片燒毀。

閂鎖效應的機制，源於 CMOS 製程本身就有的 n-p-n-p 結構（由 NMOS 有源區、P 襯底、N 阱和 PMOS 有源區組成），形成了這些寄生 BJT；當外部干擾（像是 ESD 事件）啟動其中一個寄生 BJT 時，它會偏置另一個 BJT，啟動一個再生反饋迴路，電流就會在裡面不斷放大 ^，一旦觸發，就算原本的觸發條件消失了，這個低阻抗路徑還是會存在。

閂鎖效應可以由多種外部干擾觸發，包括：ESD 靜電放電（它會把載流子注入阱和襯底）、電源（VDD）波動、超出 VDD/GND 操作範圍的 I/O 訊號、過載情況，以及突然的 VDD/GND 瞬變。

閂鎖效應期間，不受控制的大電流流動可能導致嚴重後果，包括系統故障、永久性電路失效或災難性的物理損壞，通常會讓晶片直接報廢，閂鎖效應被認為是半導體器件失效的主要原因之一 。

預防策略包括：

• 製程層面： 製造製程可透過使用重摻雜襯底（以降低寄生襯底電阻 Rsub，從而減小寄生 BJT 的迴路增益）和輕摻雜外延層（以阻斷橫向漏電流路徑）來優化。淺溝槽隔離（STI）也用於物理分離 NMOS 和 PMOS 器件，減少寄生交互作用。

• 設計層面： 在 IC 設計階段，實施 N+ 擴散保護環至關重要。這些環的作用是吸收流向襯底區域的電子，防止形成低電阻狀態；此外，在整個設計過程中進行徹底的模擬和測試對於確保電路對閂鎖效應的穩定性和可靠性至關重要，一般設計原則還包括減小襯底和 N 阱的寄生電阻，以防止寄生 BJT 處於正向偏置狀態 。

閂鎖效應是設計 ESD 時一個非常關鍵的挑戰；研究資料明確指出「ESD 靜電放電」是閂鎖效應的觸發因素，而且「ESD 和相關電壓瞬變會引起閂鎖效應」，這些資料進一步強調，閂鎖效應是「半導體器件失效的主要原因」之一，並且是與 ESD 防護密切相關的關鍵「QUAL 測試」，現代 IC 的整合密度不斷提高，也讓閂鎖效應發生的可能性隨之增加；對於積體電路設計師來說，ESD 防護不只是防止放電事件造成的直接物理損壞，更關鍵的是要防止像閂鎖效應這樣次級的、通常是災難性的失效機制。這需要複雜的設計層面解決方案，不只是簡單的外部保護，還要著重於內部電路的堅固性、精密的佈局優化來減輕寄生元件，以及嚴格的預矽模擬和後矽測試，確保晶片對直接 ESD 和閂鎖效應事件都具有彈性。

2.3 ESD 引起的電磁干擾 (EMI)

ESD 事件的特點是電流脈衝非常快速、振幅很高，而且頻譜範圍極廣，這些快速的瞬態電流是高頻電磁脈衝的強大來源，這些脈衝會向外輻射，干擾附近電子儀器和設備的正常運作；

ESD 產生的 EMI 可能會導致一系列不良影響，包括邏輯錯誤、瞬態功能失效，或是電子系統的一般性故障，就算元件沒有受到直接的物理損壞，這種電磁干擾也可能導致設備行為異常，影響系統的穩定性和可靠性；這種現象強調了 ESD 防護需要全面性，不只要保護元件免受直接物理破壞，還要確保整個系統在電磁環境中的穩定性。

3. ESD 預防與控制策略

有效的 ESD 控制方案，需要多層次的策略，涵蓋環境、個人、設備、設計和包裝等多個方面；核心原則就是預防電荷產生、安全消散或中和已經產生的電荷，並保護敏感元件。

3.1 ESD 控制基本原則

ESD 控制有六個基本原則：

1. 產品的保護設計： 確保產品和零組件本身有足夠的抗 ESD 能力。

2. 定義環境所需的控制級別： 了解物體的敏感度，並讓設備符合規格 。

3. 識別和定義靜電保護區（EPA）： 明確操作 ESD 敏感器件的範圍。

4. 減少靜電荷產生： 盡量減少或排除會產生靜電荷的程序，讓程序和材料保持在等電位，並妥善接地，減少電荷的產生和累積。

5. 消散及中和電荷： 透過接地、電離化或使用導電和消散性材料，安全地處理已經產生的靜電。

6. 保護產品： 採用適當的接地或分流，並使用靜電控制包裝和材料來處理產品。

這些原則強調了預防性措施的重要性，並確保所有與 ESD 敏感元件相關的環節都受到嚴格控制。

3.2 環境控制技術

環境控制是防止靜電積聚的基礎。

• 濕度控制： 把空氣濕度增加到 40% 到 60%，可以顯著降低靜電積聚的可能性，這是因為空氣中的水分子提供了電荷消散的途徑，讓靜電很難在物體表面或人體內儲存。

• 防靜電地板與地墊： 使用防靜電地板、地墊或地毯，搭配防靜電鞋，就能把靜電從人體導向大地，消除人體靜電，這些材料的電阻通常在 10^6 到 10^7 歐姆之間。

• 靜電消除器： 靜電消除器（像是離子風機）會產生正負離子，來中和帶電物體上的電荷，特別適用於那些無法接地的絕緣體（例如普通塑膠）^，離子化過程能確保淨電荷為零的平衡狀態。

• 接地系統： 確保所有導電物體都良好接地，讓所有元件保持在相同的電位，這樣就能防止靜電放電的發生，接地不良可能會導致故障。

3.3 個人防護措施

人員是靜電的主要來源，所以個人防護非常重要 。

• 防靜電手環： 靜電手環是釋放人體靜電的關鍵工具，它由防靜電鬆緊帶、活動按扣、彈簧軟線和保護電阻組成 ^，它會把人體靜電從手導入大地，洩漏電阻通常在 10^6 到 10^7 歐姆之間，能在 0.1 秒內將靜電電位衰減到 100V 以下，使用時要注意保持與皮膚良好接觸、定期測試電阻並維持良好接地。

• 防靜電鞋與襪： 穿著防靜電鞋並搭配防靜電地板，就能把靜電從人體導向大地，消除人體靜電，鞋底電阻通常在 10^5 到 10^8 歐姆之間。

• 防靜電服裝： 特別是在無塵室和極乾燥的環境中，防靜電工作服有助於抑制或影響其下方衣物的靜電場 ^；普通衣服（尤其是化學纖維織品）會產生靜電並放電到敏感元件，或是產生靜電場並吸附電荷；防靜電服裝可以分為三類，而且需要符合 ANSI/ESD S20.20 和 ANSI/ESD STM2.1 等標準。

• 其他措施： 您可以選擇柔軟、光滑的天然布料（像是棉、麻、絲）衣物，少用塑膠梳子，關閉電器後洗手洗臉可以有效放電，赤腳走動有助於排放電荷，觸碰金屬物品前先觸碰水泥牆面或大理石桌面，可以先釋放部分靜電。

3.4 設備保護技術

除了個人防護，設備本身的保護也同樣重要。

• 接地系統： 確保所有導電設備和工作表面都良好接地，這樣才能維持等電位，防止靜電積聚和放電，這包括靜電桌接地和防靜電工作椅 。

• 靜電消除設備： 在電路中加入過壓保護元件（像是 TVS 二極體），靜電消除器可以用來中和那些無法接地的絕緣體上的電荷 。

• 防靜電工具與夾具： 應該盡可能採用導電或消散性材料製成的撐托夾具和手持工具 ，對於含有絕緣材料的物體，可以使用電離器或塗抹抗靜電液。

3.5 設計防護技術

在產品設計階段就納入 ESD 防護，是降低風險最根本的策略。

• ESD 保護元件： 在電路中加入 ESD 保護電路，像是旁路電容、TVS 二極體和過流保護元件（例如保險絲）^，這些元件能在 ESD 事件發生時，把過高的電壓或電流分流掉，保護敏感元件。

• 電路設計優化： 透過優化電路設計來增強 ESD 抗性，例如在選擇元件時，優先選擇靜電敏感度較低的器件。

• PCB 佈局： 在 PCB 設計中，應該綜合考量元件選擇、佈局、地平面設計、屏蔽和隔離、接地方案、材料選擇以及測試驗證，確保 PCB 具備出色的防 ESD 能力。

3.6 包裝與運輸保護

在製造、運輸和儲存過程中，包裝材料對 ESD 敏感元件的保護非常重要。

• 防靜電包裝材料： 使用防靜電包裝（像是屏蔽袋、防靜電泡棉、防靜電容器和瓦楞紙箱）來保護 ESD 敏感物品，這些材料應該具有低帶電性、導電性或消散性。

• 靜電屏蔽： 包裝材料應該具備靜電放電屏蔽功能，尤其是在靜電保護區（EPA）外部，這樣才能直接保護元件免受靜電放電影響，靜電屏蔽可以削減包裝表面的靜電場，避免包裝內部產生電位差。

• 材料處理容器： 雜物搬運箱及類似容器應該採用導電塑膠材料製成，提供持續保護，防止靜電積累和放電。

實施 ESD 防護策略，目的就是從源頭上減少電荷的產生，並在電荷產生後提供有效的消散和中和途徑，這種全面的方法，有助於顯著降低 ESD 對半導體元件和電子設備的影響，提升產品的品質和可靠性，並減少生產損失和市場退貨率。

4. ESD 測試與驗證

ESD 測試與驗證，目的在於評估電子元件或設備在靜電環境中的抗性，確保它們在設計應用場景中的可靠性，這包括確定產品能不能承受特定的靜電放電條件，驗證設計是否符合產業標準（像是 IEC、ANSI 等），並最終確保產品的可靠性，減少因為靜電引發的產品失效。

4.1 常見 ESD 測試模型與其應用

ESD 測試主要有三種常見模型，用來模擬不同情境下的靜電放電事件。

• 人體模型 (Human Body Model, HBM)：

  • 目的： HBM 模擬的是帶電人體接觸積體電路產品管腳，並發生靜電荷轉移時產生的 ESD 現象，人體被認為是 ESD 的主要來源。

  • 等效電路： HBM 測試使用一個簡單的串聯 RC 電路來模擬人體放電，包含一個 100 pF 電容器和一個 1.5 kΩ 放電電阻，人體等效電阻大約是 1500 歐姆，等效電容大約是 100 pF。

  • 電流波形： HBM 事件具破壞性且上升時間快，電流波形的上升時間通常在 2-10 奈秒（ns）範圍內，持續時間在 150-200 奈秒範圍內。

• 充電設備模型 (Charged Device Model, CDM)：

  • 目的： CDM 模擬的是元件自身帶電並接觸接地物體時可能發生的放電，這種情況在製造和組裝過程中特別常見，它模擬透過摩擦起電效應直接充電的設備，或是透過靜電感應和儲存在人體內並在外部環境中放電的靜電荷間接充電的設備。

  • 等效電路： CDM 測試中，被測設備（DUT）被充電，然後當外部接地接觸 DUT 引腳時，儲存的電荷會釋放到外部接地，晶片的寄生電阻較小（約 15 歐姆）。

  • 電流波形： CDM 電流高於 HBM 電流，因為路徑中沒有限流電阻來限制放電，對於 500 V 測試電壓，電流波形的上升時間通常約為 400 皮秒（ps），峰值電流約為 6 A，持續時間為 1.5 至 2 奈秒，對於 1000V 測試電壓，峰值電流約為 12A ¹⁸，由於其電流脈衝上升時間極短，對 ESD 防護器件的開啟速度要求十分嚴格。

• 機器模型 (Machine Model, MM)：

  • 目的： MM 也稱為 0-Ω 模型，目的是模擬機器透過設備放電到地面的情況 ^，MM 測試中的失效模式跟 HBM 測試中的失效模式很像。

  • 等效電路： MM 使用與 HBM 相同的基本測試電路，但 R = 0Ω 且 C = 200 pF，一個 200 pF 電容器代表導電物體，例如金屬處理機。

  • 電流波形： MM 電流特徵波形由正弦和負弦正弦波組成，並呈指數衰減，MM 測試不如 HBM 測試常用。

• 人體-金屬模型 (Human-Metal-Model, HMM)：

  • 目的： HMM 是一個比較新的 ESD 模型，模擬的是帶電人體透過金屬或機械接觸晶片引腳，導致電荷轉移的 ESD 過程，主要用來評估晶片在系統級 ESD 測試中的堅固性。

  • 等效電路： HMM 等效電路圖包括約 150pF 的等效電容和約 330R 的等效電阻。

  • 電流波形： 放電波形上升時間約為 0.8ns ± 0.2ns，持續時間約為 50ns。

以下表格總結了這些模型的主要特徵：

ESD 測試模型	測試目的	等效電路關鍵參數	電流波形特徵
HBM (人體模型)	模擬人體放電	C=100pF, R=1.5kΩ	上升時間 2-10ns, 持續時間 150-200ns
CDM (充電設備模型)	模擬設備自身帶電放電	晶片寄生電阻約 15Ω	上升時間 0.2-0.4ns, 脈寬 <5ns, 峰值電流高
MM (機器模型)	模擬機器對設備放電	C=200pF, R=0Ω	阻尼振盪，峰值電流高於 HBM
HMM (人體-金屬模型)	模擬人體透過金屬放電	C=150pF, R=330Ω	上升時間約 0.8ns, 持續時間約 50ns

4.2 ESD 測量設備與方法

ESD 測量是找出靜電問題和驗證防護措施有效性的關鍵步驟。

• 靜電場計/表面電位計：

  • 原理： 表面電位計並不是直接檢測電位，而是檢測電場強度。當靜電感測器朝向被測物體時，就能測出該物體的靜電量，並用電壓的強弱來表示靜電量的大小。

  • 應用： 可用於手持式測量（手持式靜電感測器）或安裝在生產線上進行持續監測（線上裝設型靜電感測器）^，電壓回饋型表面電位計可測量更廣泛的電壓範圍且距離依賴性較小。

  • 局限性： 測量距離和被測物體大小會影響準確性，若被測物體小於感測器檢測範圍，測量值會偏小，此外，對於貼附在金屬板上的薄膜或夾有薄膜的金屬板，即使帶電，電位也可能顯示趨近於 0V，因為接地金屬側會出現感應電荷抵銷外部電場。

• 電荷板監測器 (Charge Plate Monitor, CPM)：

  • 原理： CPM 依據場強與電壓的轉換原理，利用自身的平行板電容器來檢測物體上的靜電位，它內建計時器、高壓產生器和電場傳感器，具備 10^15Ω 高阻抗設計。

  • 應用： 主要用於測試靜電消除器離子平衡度和靜電消散時間（符合 IEC 61340-5-1 標準）^，也可用於測試材料靜電衰減時間（符合 IEC 61340-2-1 和 SAE J1645 標準）以及人體行走靜電位測試（符合 EN 61340-4-5 和 EOS/ESD S.3.1 標準）。

• 示波器進行 ESD 波形測量：

  • 目的： 使用校準後的 ESD 靶和高頻寬示波器，來檢驗 ESD 模擬器的性能，並捕獲 ESD 脈衝波形。

  • 測量方法：

    • 接觸式測量： 在被測設備表面設置金屬接觸板，示波器探頭直接連接其上，以精確捕獲 ESD 脈衝波形。接觸板應盡量小，探頭地線應盡量短，示波器輸入阻抗設為 50Ω 。

    • 非接觸式測量： 將示波器探頭置於被測設備附近空間，透過電磁耦合捕獲脈衝。操作簡單且不影響設備，但精度略低；探頭應靠近 ESD 發生點並垂直於電場方向，地線盡量短。

    • 探頭選擇： ESD 脈衝波形上升時間短（通常 1-10ns），探頭頻寬應大於 500MHz 以完整捕獲波形，輸入電容應盡量小以減少負載影響；對於上升時間小於 200ps 的人體 ESD 脈衝，示波器頻寬需約 2.15GHz。

    • 示波器設置： 採樣率應設為 1GS/s 或更高，記錄長度足夠長，觸發模式採用邊緣觸發並設定合適的觸發電平，輸入阻抗設為 50Ω ；示波器應設為「單次」模式以捕獲瞬態 ESD 脈衝。

    • 波形分析： 測量上升時間、峰值電壓、下降時間等關鍵參數，進行傅立葉變換以分析頻譜特性，並進行統計分析以全面了解 ESD 脈衝特性分佈。

4.3 ESD 相關標準與組織

ESD 標準對於確保產品一致性、客觀評估和比較 ESD 產品、減少供應商與使用者之間的衝突，以及建立、實施、稽核和認證 ESD 控制方案來說，都非常重要。

• 靜電放電協會 (ESD Association, ESDA)： ESDA 是 ESD 標準的重要制定組織，它受到 ANSI 認可，負責制定 ESD 標準和測試方法，並在國際電工委員會（IEC）技術委員會 101－靜電中代表美國 ，ESDA 目前擁有 32 份標準文件及 30 份技術

參考資料

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3. 深入了解ESD：它們如何損害半導體元件，該如何預防？ - 品捷精密, https://www.pin-jet.com/tw/article/esd-semiconductor.html

4. 何謂ESD (靜電放電)-桃園中壢低壓成型機,台北低壓成型材料,新竹低壓 ..., https://www.automation-machinery.com/news-detail-2804948.html

5. 靜電產生的原因 - Keyence, https://www.keyence.com.tw/ss/products/static/static-electricity/basic/cause.jsp

6. 生产过程中静电产生的原因是什么？ - Fraser Anti-Static, https://china.fraser-antistatic.com/knowledge-centre/faqs/causes-of-static-electricity-in-manufacturing/

7. 靜電放電概論, https://www.esda.org/assets/Documents/95ba0139b6/Fundamentals-Part-2-TraditionalChinese.pdf

8. 為什麼經常被靜電電到？靜電隱藏健康警訊！醫8招防止身體靜電 - 健康2.0, https://health.tvbs.com.tw/life/347145

9. 如何避免珍珠棉包装产生静电？-广州旭坚包装材料有限公司, https://www.gzxujian.com/news/576.html

10. 靜電量測| 靜電對策| 靜電知識學堂| KEYENCE 台灣基恩斯, https://www.keyence.com.tw/ss/products/static/static-electricity/step/measure.jsp

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12. [转载]什么是ESD,什么是latch up 原创 - CSDN博客, https://blog.csdn.net/m0_47095451/article/details/110236596

13. ESD 控制的六项原则和ESD 控制计划开发和实施的六个关键要素是您制定有效ESD 控制计划的指南 - CSDN博客, https://blog.csdn.net/qq_50369209/article/details/127632491

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17. 什么是ESD保护？防静电符号和ESD保护方法、产品介绍 - RS 欧时, https://www.rsonline.cn/web/content/discovery/ideas-and-advice/esd-protection-guide

18. HBM,CDM和MM测试之间有什么区别？ - 阿赛姆【ASIM】, http://www.asim-emc.com/Article/hbmcdmhmmc.html

19. HBM MM CDM HMM ESD TVS 浪涌_hbm cdm-CSDN博客, https://blog.csdn.net/weixin_42151788/article/details/141804668

20. 設計可靠電子產品的關鍵：深入理解ESD 測試與靜電防護技術, https://www.cert-group.tw/post/esd-testing-design-guide

21. 充電板監測儀CPM374 - 全華精密Chuanhua Precision, https://www.chuanhua.com.tw/product/%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%9D%BF%E7%9B%A3%E6%B8%AC%E5%84%80-cpm374/

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23. 如何使用示波器检验ESD仿真器？-RF/微波-电子元件技术网, http://www.cntronics.com/rf-art/80040432

24. 普源示波器如何抓esd波形？ - 西安安泰测试, https://www.agitek.com.cn/news/4623.html

25. 静电放电概论, https://www.esda.org/assets/Documents/6973f24457/Fundamentals-Part-6-SimplifiedChinese.pdf