帶高靜電人體觸摸IC就會導致IC損壞么？

現今隨便走訪國內的一家電子制造工廠，當你問他們是否了解靜電防護。相信大部分都會給予肯定的回答，而且還會列舉一二自己工廠所采取的一些具體的靜電防護措施。這種局面是過往將近20年的時間里，多方力量促進電子制造工業靜電防護的綜合成果。

而隨著靜電防護在各電子制造企業的實踐中，企業也提出了不少針對靜電防護的具體問題，甚至于對靜電防護的總體認知產生了很多問號、懷疑。其中常被提及的問題之一，工廠都了解人體高靜電會對電子器件（以各種IC為主）構成危害，這種普遍認識沒有問題。但是大部分的電子企業很難形成靜電防護與生產良率或品質損失的關聯認知。那么，是否人體一旦靜電不受控，裸手觸摸靜電敏感IC，就會導致IC損壞么？而事實上，確實有企業驗證過，很少有發現IC（HBM-200V）損壞，即使是人體靜電達1000V。

要回答這個問題，就需要深入到了解IC器件ESD失效機理的層面上。例如IC器件中常見的MOS（Metal Oxdide Semiconductor）管，其主要ESD失效機理是電極絕緣層（電介質層）在遭受過高的靜電場作用下發生擊穿，瞬間產生大ESD電流導致絕緣層發生熱損壞，從而導致IC的原有設計功能失效。

由此認識得出，IC器件中絕緣層受到較高的靜電場作用，才是IC是否發生ESD失效的根本因素。

此時，我們再拿帶高靜電的人員裸手觸摸靜電敏感的IC管腳的ESD情形與帶高靜電的人員裸手去觸碰有管腳接地的靜電敏感IC做對比，兩者的主要差別在于人體對IC接觸放電時，IC是否有管腳處于接地狀態。而此差別就導致了IC中的靜電敏感結構（如電極絕緣層）經受的ESD風險差異（絕緣層的靜電擊穿）迥然不同。

如果作以粗略的比喻以方便理解，大致得出人體對無管腳接地的IC接觸放電，放電路徑短，ESD轉移的靜電荷量（意味著電能量）就低；而有管腳接地的IC，在受到同樣的人體接觸放電情形下，放電路徑要長很多，ESD轉移的靜電荷量（意味著電能量）也就高很多，所造成的ESD損壞風險也就高出很多。

同樣的情形，對于PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印制電路板組件）也有類似的效果，有接地的PCBA，在遭受人體的靜電放電，ESD失效風險顯著升高。

縱觀電子工業的ESD防護，我們還可以找到更多的相關或類似印證。比如，IC器件的ESD保護設計測試方法-HBM，就是對IC的管腳兩個一組組合進行ESD測試，而其中必然有一個管腳是接地的（這樣更能反映嚴重化的ESD條件）。

又比如，追溯電子設備執行系統級（System-Level）ESD耐壓測試的行業背景，就是人員在普通辦公環境下觸摸到或靠近工業電腦的主機某個部位后，引起主機重啟，而此時的電腦主機處于通電的工作狀態，內部的電子設備也就通過設備電源線實現了接地。換言之，如果此時的電腦主機拔掉電源線，可能就是另外一種現象了。

于是，我們對于電子工廠的ESD防護就產生了一個新的進階認知，就是IC或PCBA一旦有接地的情形，此時的電子器件ESD失效風險（包括人體靜電放電、機器設備靜電放電）就更高，相應的ESD防護措施就需要加強。

而相比之下，電子器件未有接地的情形，人體觸摸器件，雖然人體的高靜電不是那么容易導致電子器件發生失效，但我們卻絕然不可放松人體的靜電管控。因為這時就涉及到另外一種電子器件ESD失效的模型-CDM（Charged Device Model，器件帶電放電模型）。簡單可以理解為，帶靜電的人體觸摸到電子器件（如IC），就很可能使它帶電較高的靜電壓，而接下來人員將器件放置于接地的導體表面上時，更為嚴重的ESD-CDM就發生了。

電子工業的ESD防護有時看，她是那么簡單（無非低靜電材料、接地、離子化靜電消除等），但要切實在每個電子制造工廠去落地執行到位，最終預期實現ESD防護投入贏得有效的價值回報收益期望，確是一項綜合、復雜而又有技術難度的工程，離不開大量的點滴切實積累，包括技術應用、生產實踐、技術驗證、工程分析、運用改進等等。終究要讓技術落地生根，步步為營，扎實做起，不斷努力前行，方可前景可期。

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