ESD防护入门：静电放电的本质与测试体系

冬天脱毛衣时听到 “噼啪” 声，摸门把手时被 “电” 了一下？这就是生活中最常见的静电放电（ESD）现象。看似微小的静电，对电子设备来说可能是 “致命杀手”—— 手机屏幕失灵、传感器误触发、芯片烧毁，很多时候都和ESD脱不了干系。

今天我们就从基础讲起，了解ESD的本质、危害，以及如何通过测试验证防护效果。上海雷卯作为 ESD 防护领域的资深厂商，也会在文中分享行业实用经验。

一、静电放电：看不见的 “电子杀手”

静电是物体表面积累的静止电荷，当带异种电荷的物体靠近或接触时，电荷会瞬间转移形成放电，这就是 ESD。别小看这个过程：人体带电接触电子设备时，ESD 电压可达数千伏，而如今的芯片绝缘层厚度仅几纳米，根本扛不住这样的冲击。

静电怎么来的？

核心原因是 “电荷转移”。两种不同材料摩擦、接触或分离时（比如插拔 USB 线、塑料外壳摩擦），电子会从一种材料跑到另一种材料上。材料在 “摩擦电序列” 中的位置越远，转移的电荷就越多，产生的静电也就越强。

为什么现在必须重视 ESD 防护？

半导体器件的工艺微缩是一把 “双刃剑”，一方面遵循晶体管缩放定律：，芯片工艺越来越先进（比如 7nm、5nm），将晶体管尺寸缩小至 1/k，其面积、功耗、延迟分别降至 1/k²、1/k、1/k，显著提升器件性能；另一方面，工艺微缩会导致绝缘膜厚度按比例缩减（如硅半导体常用的 SiO₂绝缘膜），由于 SiO₂的介电强度为 8-10MV/cm（恒定值），绝缘膜厚度减小会直接导致其耐压能力同步下降，使半导体器件对 ESD 的敏感度大幅提升。绝缘层越来越薄，抗 ESD 能力大幅下降。

此外，电子设备的小型化设计使得内部器件布局更密集，ESD 产生的电场、磁场干扰更易扩散；智能手机、物联网设备等需要频繁插拔接口（USB、Type-C 等），ESD 冲击的概率比 10 年前增加了数倍。多重因素叠加，使得 ESD 防护成为电子设备设计中不可或缺的关键环节，而增加ESD 保护二极管则是目前最主流、最有效的防护方案之一。

二、ESD 测试：防护效果的 “试金石”

要验证 ESD 防护是否可靠，必须通过标准化测试。目前行业通用的测试体系分为 “器件级” 和 “系统级” 两类，雷卯所有 ESD 保护二极管都经过严格测试，雷卯 EMC 小哥全程参与测试流程把控，确保产品满足各类应用需求。

1. 器件级测试：模拟生产场景

人体模型（HBM）：模拟工人带电接触芯片时的放电（比如拿取未封装的 IC），测试标准是 JEDEC JESD22-A114，合格门槛通常是 2500V-8000V。

机器模型（MM）：模拟自动化设备（比如贴片机）带电接触器件的放电，测试标准 JEDEC JESD22-A115，要求比 HBM 更严格。

带电设备模型（CDM）：模拟芯片自身带电后接触接地电路板的放电（比如从料盘取芯片时），测试标准 JEDEC JESD22-C101，考验器件瞬间抗冲击能力。

2. 系统级测试：模拟用户场景

IEC 61000-4-2：最常用的系统级 ESD 测试，分 “接触放电”（直接碰金属接口）和 “空气放电”（靠近带涂层的外壳），一般消费电子要求接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV。雷卯ESD/TVS二极管全系通过该标准测试，部分型号可达接触放电 ±30kV。

IEC 61000-4-5：模拟雷击或电源开关产生的浪涌（大电流脉冲），测试波形为 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电流达 100A 以上，防护实力拉满。

小结

ESD虽小，破坏力却很大，尤其是在电子设备小型化、高频化的今天，防护已成为刚需。了上海雷卯作为ESD防护领域的专业厂商，雷卯EMC小哥凭借丰富的行业经验，常为客户答疑解惑，了解ESD的产生机理和测试标准，是做好防护的第一步。

下一篇，雷卯EMC小哥将聚焦 “ESD 防护的核心武器”——ESD保护二极管，拆解ESD的内部结构和工作原理，看看它是如何 “以柔克刚” 化解静电冲击的～

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上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。