书名：静电放电控制程序手册
定价：279.0
ISBN：9787115659439
作者：杰里米·M. 斯莫尔伍德（Jeremy M. Smallwood）
版次：第1版
出版时间：2024-12

内容提要：
本书结合全球前沿静电放电（Electrostatic Discharge，ESD）防护理念，系统地阐述ESD 的基础知识、防护技术与相关管理方法，具体包括ESD 相关术语及其定义，静电与ESD 控制原理，静电放电敏感（Electrostatic Discharge-Sensitive，ESDS）器件，*ESD 防护的七个习惯，自动化系统，ESD 防护标准，防静电设备与设施的选型、使用、保养及维护，防静电包装，ESD 控制程序评估策略，ESD 控制程序的设计，ESD 测试，ESD 培训，以及展望等内容，尤其在保持良好的ESD 防护习惯、自动化系统控制、ESD 控制程序等方面提出非常新颖的防护理念，给出*的防护方法或实用案例。 本书可供航空航天、兵器装备、半导体、精密仪器、生物医药、石油化工等工业行业的静电防护工程师、培训师、咨询师、检查员，以及质量（品控）、工艺、标准化、计量、*、运行维护、条件建设等方面的人员阅读，也可供相关专业研究生及高年级本科生参考。



作者简介：
杰里米·斯莫尔伍德，静电解决方案有限公司（Electrostatic Solutions Ltd）*，静电防护**。英国标准学会GEL101（静电敏感设备处理小组）成员、 GEL601（不良静电控制小组）成员，并在GEL15/4技术委员会的英标《BS7506:1995静电测量方法》编写工作中做出贡献。1996年，Jeremy作为英方*加入国际电工委员会/静电学技术委员会（IEC/TC101），并于2000-2012年担任IEC/TC101主席一职。2010 年，ESD协会向Jeremy颁发行业先锋表彰奖，以表彰其“在全球范围内提高 EOS/ESD 意识”和“对ESD协会做出的重大贡献”。在2017年法兰克福静电学大会（法兰克福）上，Jeremy被授予欧洲工作组“工业静电”国际院士奖。 译者团队： 高志良，中国航天科技集团有限公司*工程师、静电防护标准专业组副主任委员，长期从事静电防护及应用技术研究。任*静电标准化技术委员会委员兼WG3行业应用标准工作组组长、*宇航技术及其应用标准化技术委员会宇航电子分委会委员、中国物理学会静电专业委员会委员、中国国防工业企业协会静电分会副理事长兼秘书长，获评企业管理现代化创新成果1项（*二等），获中国国防科技工业企业管理创新成果一等奖和二等奖各1项，中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖一等奖、技术发明奖二等奖各1项，获国家发明专利授权近10项，发表论文50余篇。 周黎，硕士，北京东方计量测试研究所*工程师，中国航天科技集团有限公司静电防护管理体系审核员，长期从事静电防护产品与工程领域研究。先后参加军科委、国资委课题，以及国防、装备发展技术基础等项目10余项，合著图书2部、译著1部，参编集团及行业标准3项，发表论文30余篇，获专利及软件*权授权10余项。 程千钉，博士，北京东方计量测试研究所*工程师，主要从事静电应用与防护、洁净环境微污染监测与控制工作。主持或参与国家自然科学基金、装备发展技术基础等项目10余项，合著、翻译图书3部，发表论文20余篇，申报专利10余项，参编标准2项，获省部级奖项2项。 马姗姗，硕士，北京东方计量测试研究所工程师、静电防护管理体系审核员，主要从事静电防护工程应用、静电防护体系化管理方法及产品测试方法研究工作。主持或参与国防、装备发展技术基础项目10余项，参编静电相关国家军用标准、国家标准、行业标准等20余项，获专利授权3项，获中国航天科技集团有限公司科学技术进步奖二等奖1项。 孙丽丽，北京东方计量测试研究所工程师、项目主管。主要从事静电防护检测、产品认证、科研管理工作。合著专著一部、合译图书一部，参编国防、团体和集团标准5项，参与专利申请8项。 王若珏，工程师，中国航天科技集团有限公司静电防护技术中心静电防护管理体系审核员，国防工业静电防护管理体系认证专门委员会副秘书长，长期从事静电防护管理研究工作。获国防科技工业企业管理创新成果一等奖、中国航天科技集团有限公司管理创新成果三等奖。

目录：
第 1 章 术语及其定义..................................................................................................... 1
1.1 科学记数法与国际单位制............................................................................... 1
1.2 电荷、静电场及电压....................................................................................... 2
1.2.1 电荷......................................................................................................... 2
1.2.2 离子......................................................................................................... 2
1.2.3 静电耗散与静电中和................................................................................ 3
1.2.4 电压（电位） .......................................................................................... 3
1.2.5 电场（静电场）....................................................................................... 4
1.2.6 高斯定律.................................................................................................. 5
1.2.7 静电吸引.................................................................................................. 5
1.2.8 介电常数.................................................................................................. 6
1.3 电流................................................................................................................... 6
1.4 静电放电........................................................................................................... 7
1.4.1 ESD 模型................................................................................................. 7
1.4.2 电磁干扰.................................................................................................. 7
1.5 地、接地及等电位连接................................................................................... 7
1.6 功率与能量....................................................................................................... 8
1.7 电阻、电阻率及电导率................................................................................... 9
1.7.1 电阻......................................................................................................... 9
1.7.2 电阻率与电导率....................................................................................... 9
1.7.3 绝缘体与导体，材料的导电性、耗散性及抗静电性............................... 11
1.7.4 点对点电阻............................................................................................ 13
1.7.5 对地电阻................................................................................................ 13
1.7.6 电阻组合................................................................................................ 13
1.8 电容................................................................................................................. 14
1.9 屏蔽................................................................................................................. 15
1.10 介质击穿强度............................................................................................... 15
1.11 相对湿度和露点........................................................................................... 16
参考资料.................................................................................................................. 16
第 2 章 静电与ESD 控制原理..................................................................................... 18
2.1 概述................................................................................................................. 18
2.2 接触起电（摩擦起电）................................................................................. 18
2.3 静电荷的积聚与耗散..................................................................................... 20
2.3.1 静电荷积聚的简易电气模型................................................................... 20
2.3.2 电容量的动态变化................................................................................. 21
2.3.3 电荷衰减时间........................................................................................ 23
2.3.4 导体与绝缘体的再定义.......................................................................... 25
2.3.5 相对湿度的影响..................................................................................... 26
2.4 静电场中的导体............................................................................................. 27
2.4.1 导体、绝缘体的体电压与表面电压........................................................ 27
2.4.2 真实的静电场........................................................................................ 27
2.4.3 法拉第笼............................................................................................... 29
2.4.4 感应：一个孤立导电体在电场中获得电压............................................. 29
2.4.5 感应起电：物体通过接地起电............................................................... 30
2.4.6 法拉第筒与封闭物体内的电荷屏蔽........................................................ 31
2.5 ESD 的类型.................................................................................................... 32
2.5.1 导体之间的ESD（火花放电）............................................................... 32
2.5.2 绝缘表面的ESD .................................................................................... 33
2.5.3 电晕放电............................................................................................... 34
2.5.4 其他类型放电........................................................................................ 34
2.6 常见的静电源................................................................................................. 34
2.6.1 人体的ESD ........................................................................................... 35
2.6.2 带电导体的ESD .................................................................................... 36
2.6.3 带电器件的ESD .................................................................................... 37
2.6.4 带电平板的ESD .................................................................................... 38
2.6.5 带电模块的ESD .................................................................................... 39
2.6.6 带电电缆的ESD .................................................................................... 39
2.7 ESD 的电路模型............................................................................................ 40
2.8 静电吸引......................................................................................................... 43
2.8.1 静电吸引与颗粒污染.............................................................................. 44
2.8.2 空气离子对表面电压的中和作用............................................................ 44
2.8.3 离子化静电*器................................................................................. 45
2.8.4 电荷中和速度........................................................................................ 46
2.8.5 离子化静电*器的有效电荷中和区..................................................... 46
2.8.6 离子化静电*器的平衡与通过失衡离子化静电*器对表面进行
充电....................................................................................................... 47
2.9 电磁干扰的影响............................................................................................. 47
2.10 如何规避部件遭受ESD 损伤...................................................................... 48
2.10.1 可能导致部件遭受ESD 损伤的情况..................................................... 48
2.10.2 ESD 损伤风险...................................................................................... 48
2.10.3 ESD 控制的原则................................................................................... 49
参考资料.................................................................................................................. 50
延伸阅读.................................................................................................................. 52
第3 章 ESDS 器件....................................................................................................... 53
3.1 什么是ESDS 器件......................................................................................... 53
3.2 ESD 敏感度的测试........................................................................................ 55
3.2.1 模拟ESD............................................................................................... 55
3.2.2 标准ESD 敏感度测试............................................................................ 56
3.2.3 ESD 耐受电压........................................................................................ 57
3.2.4 HBM 敏感度测试................................................................................... 57
3.2.5 系统级人体ESD 敏感度测试.................................................................. 59
3.2.6 MM 敏感度测试..................................................................................... 61
3.2.7 CDM 敏感度测试................................................................................... 62
3.2.8 测试方法比较........................................................................................ 65
3.2.9 ESD 敏感度测试的失效准则.................................................................. 66
3.2.10 传输线脉冲技术................................................................................... 67
3.2.11 ESD 耐受电压与ESD 损伤的关系........................................................ 67
3.2.12 ESD 敏感度测试的趋势........................................................................ 68
3.3 器件的敏感度................................................................................................. 69
3.3.1 概述....................................................................................................... 69
3.3.2 潜在失效............................................................................................... 69
3.3.3 内置片上ESD 防护网络与ESD 防护目标.............................................. 71
3.3.4 典型组件的ESD 敏感度......................................................................... 73
3.3.5 分立器件............................................................................................... 74
3.3.6 小尺寸的影响........................................................................................ 74
3.3.7 封装技术的影响..................................................................................... 75
3.4 一些常见的ESD 失效类型........................................................................... 75
3.4.1 失效机制............................................................................................... 75
3.4.2 介质击穿............................................................................................... 76
3.4.3 MOSFET................................................................................................ 77
3.4.4 静电场的敏感度与微小间隔导体之间的击穿.......................................... 78
3.4.5 半导体结............................................................................................... 79
3.4.6 场效应结构与非导电器件检测系统........................................................ 80
3.4.7 压电晶体............................................................................................... 80
3.4.8 LED 与激光二极管................................................................................ 80
3.4.9 MR 磁头................................................................................................ 81
3.4.10 微机电系统.......................................................................................... 81
3.4.11 器件导体或电阻烧毁............................................................................ 81
3.4.12 无源器件.............................................................................................. 81
3.4.13 印制电路板与组件............................................................................... 82
3.4.14 模块与系统组件................................................................................... 83
3.5 系统级ESD.................................................................................................... 84
3.5.1 概述....................................................................................................... 84
3.5.2 系统级ESD 抗扰度与组件ESD 耐受性的关系....................................... 85
3.5.3 带电电缆ESD........................................................................................ 85
3.5.4 系统*的ESD 设计............................................................................ 86
参考资料.................................................................................................................. 86
延伸阅读.................................................................................................................. 94
第4 章 *ESD 防护的七个习惯............................................................................. 98
4.1 为什么称为习惯............................................................................................. 98
4.2 ESD 防护措施基础........................................................................................ 99
4.3 如何定义ESDS 器件..................................................................................... 99
4.4 习惯1：始终在EPA 内处理ESDS 器件................................................... 100
4.4.1 EPA 的定义......................................................................................... 100
4.4.2 EPA 边界的定义.................................................................................. 102
4.4.3 EPA 边界标识...................................................................................... 102
4.4.4 可忽略的ESD 风险.............................................................................. 104
4.4.5 ESD 风险来源...................................................................................... 104
4.4.6 EPA 中的ESD 防护措施...................................................................... 105
4.4.7 ESD 防护措施决策者........................................................................... 105
4.5 习惯2：尽可能避免在ESDS 器件附近使用绝缘体................................. 106
4.5.1 绝缘体的定义...................................................................................... 106
4.5.2 *需绝缘体与非*需绝缘体................................................................. 107
4.5.3 让非*需绝缘体远离ESDS 器件.......................................................... 108
4.6 习惯3：降低*需绝缘体的ESD 风险........................................................111
4.6.1 绝缘体的界定.......................................................................................111
4.6.2 绝缘体无法接地....................................................................................111
4.6.3 *需绝缘体的ESD 风险应对.................................................................111
4.6.4 使用离子化静电*器中和绝缘体上的电荷........................................ 113
4.7 习惯4：导体（尤其是人体）一定要接地................................................ 115
4.7.1 导体的定义.......................................................................................... 115
4.7.2 导电、耗散及绝缘................................................................................115
4.7.3 导体的特性...........................................................................................116
4.7.4 电荷与电压衰减时间.............................................................................116
4.7.5 材料接触电阻对ESDS 器件防护的重要性.............................................116
4.7.6 *注意事项.......................................................................................117
4.7.7 通过接地与等电位连接*ESD ..........................................................118
4.7.8 了解接地系统.......................................................................................118
4.7.9 处理ESDS 器件的人员的接地..............................................................119
4.7.10 防静电设备接地................................................................................. 123
4.7.11 导体无法接地怎么办.......................................................................... 130
4.8 习惯5：使用防静电包装保护ESDS 器件................................................ 130
4.8.1 EPA 中禁止使用普通包装.................................................................... 130
4.8.2 防静电包装的基本功能........................................................................ 131
4.8.3 仅在EPA 中打开防静电包装............................................................... 131
4.8.4 避免将纸张等放入装有ESDS 器件的包装............................................ 132
4.9 习惯6：对人员进行防静电设备使用与防护体系知识培训.................... 132
4.9.1 人员培训目的...................................................................................... 132
4.9.2 培训人员范围...................................................................................... 133
4.9.3 培训内容............................................................................................. 134
4.9.4 周期性培训.......................................................................................... 134
4.10 习惯7：通过监视与测量确保体系运行良好.......................................... 135
4.10.1 监视与测量的重要性.......................................................................... 135
4.10.2 测量内容............................................................................................ 135
4.10.3 防静电产品认证................................................................................. 135
4.10.4 防静电产品或系统符合性验证........................................................... 136
4.10.5 测量方法与合格判据.......................................................................... 136
4.10.6 测量周期（频次） ............................................................................. 136
4.11 七个习惯与ESD 防护标准........................................................................ 137
4.12 处置高敏感的产品..................................................................................... 138
4.13 其他静电源控制......................................................................................... 139
参考资料................................................................................................................ 139
延伸阅读................................................................................................................ 141
第5 章 自动化系统..................................................................................................... 142
5.1 自动化操作与人工操作的不同之处........................................................... 142
5.2 导电材料、静电耗散材料及绝缘材料....................................................... 143
5.3 AHE 与*.................................................................................................. 144
5.4 静电源与风险............................................................................................... 144
5.5 ESD 防护策略.............................................................................................. 145
5.5.1 AHE 的ESD 防护原则......................................................................... 145
5.5.2 发生ESD 损伤的条件.......................................................................... 145
5.5.3 AHE 的ESD 防护策略......................................................................... 146
5.5.4 ESD 防护措施的审核与验证................................................................ 147
5.5.5 ESD 防护措施的符合性验证................................................................ 147
5.5.6 ESD 培训的意义.................................................................................. 147
5.5.7 AHE 变更............................................................................................ 148
5.6 AHE 的ESD 防护措施确定与实施............................................................ 148
5.6.1 明确ESDS 产品的关键路径................................................................. 148
5.6.2 关键路径检查与ESD 风险识别............................................................ 148
5.6.3 确定适宜的ESD 防护措施................................................................... 149
5.6.4 将ESD 防护措施纳入设备采购规范..................................................... 150
5.6.5 记录并整理设备的ESD 防护措施........................................................ 150
5.6.6 ESD 防护措施的维护与符合性验证...................................................... 150
5.7 AHE 中的ESD 防护材料、技术及设备.................................................... 151
5.7.1 将与ESDS 器件接触的所有导体接地................................................... 151
5.7.2 孤立导体.............................................................................................. 152
5.7.3 避免ESDS 器件产生感应电压.............................................................. 152
5.7.4 减少ESDS 器件摩擦带电..................................................................... 153
5.7.5 采用电阻材料限制带电设备的ESD 电流.............................................. 154
5.7.6 阳极氧化处理...................................................................................... 154
5.7.7 轴承..................................................................................................... 155
5.7.8 传送带................................................................................................. 155
5.7.9 通过离子化静电*器中和ESDS 器件、*需绝缘体及孤立导体上的
电荷..................................................................................................... 156
5.7.10 真空吸盘............................................................................................ 157
5.8 防静电包装................................................................................................... 157
5.9 AHE 中的测量.............................................................................................. 158
5.9.1 概述..................................................................................................... 158
5.9.2 电阻测量............................................................................................. 158
5.9.3 静电场与电压测量............................................................................... 160
5.9.4 电荷测量............................................................................................. 161
5.9.5 测量离子化静电*器中和产生的电荷衰减时间与残余电压............... 162
5.9.6 ESD 电流测量...................................................................................... 162
5.9.7 使用EMI 探测器探测ESD................................................................... 162
5.10 高敏感器件的处置..................................................................................... 162
参考资料................................................................................................................ 163
延伸阅读.............................................................................