《ESD基礎(chǔ)知識(shí)》考試測(cè)試卷附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下關(guān)于靜電的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.靜電是靜止或緩慢移動(dòng)的電荷B.摩擦起電是最常見的靜電產(chǎn)生方式C.所有材料摩擦后都會(huì)帶等量異種電荷D.靜電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷量和距離相關(guān)2.人體靜電放電模型（HBM）的典型放電時(shí)間約為（）。A.0.1~1μsB.1~10μsC.10~100μsD.100~1000μs3.以下哪種材料屬于靜電導(dǎo)體（）。A.普通塑料（表面電阻率>1012Ω）B.金屬（表面電阻率<10?Ω）C.玻璃（表面電阻率>101?Ω）D.木材（表面電阻率約10?~101?Ω）4.靜電敏感元件（ESDS）的最小放電電壓閾值通常為（）。A.1000V以上B.500~1000VC.100~500VD.10~100V5.離子風(fēng)機(jī)的主要作用是（）。A.降低環(huán)境濕度B.中和物體表面靜電荷C.增強(qiáng)接地效果D.減少摩擦起電6.防靜電工作區(qū)（EPA）的濕度控制范圍通常建議為（）。A.10%~20%RHB.30%~50%RHC.50%~70%RHD.70%~90%RH7.以下不屬于ESD防護(hù)三要素的是（）。A.抑制靜電荷產(chǎn)生B.加速靜電荷泄漏C.阻斷靜電荷耦合D.增加環(huán)境溫度8.對(duì)ESDS元件進(jìn)行操作時(shí)，操作人員必須佩戴（）。A.普通棉手套B.防靜電腕帶C.絕緣橡膠手套D.防輻射面罩9.靜電放電（ESD）對(duì)電子元件的主要危害不包括（）。A.介質(zhì)擊穿（如MOSFET柵氧化層）B.金屬線熔斷（如集成電路布線）C.功能暫時(shí)失效（如Latch-up）D.元件重量增加10.以下關(guān)于防靜電包裝材料的描述，正確的是（）。A.普通塑料袋可直接用于ESDS元件包裝B.導(dǎo)電泡沫的表面電阻率應(yīng)>1012ΩC.屏蔽袋需同時(shí)具備導(dǎo)電層和絕緣層D.靜電耗散材料的表面電阻率在10?~1012Ω之間11.測(cè)量物體表面靜電壓時(shí)，應(yīng)使用（）。A.萬(wàn)用表B.兆歐表C.靜電壓測(cè)試儀D.示波器12.人體未接地時(shí)，步行產(chǎn)生的靜電電壓最高可達(dá)（）。A.100VB.1000VC.10000VD.100000V13.以下哪種操作容易引發(fā)ESD（）。A.在EPA區(qū)域內(nèi)使用離子風(fēng)機(jī)B.手持ESDS元件引腳（非金屬部分）C.用普通塑料托盤轉(zhuǎn)移元件D.佩戴已接地的防靜電腕帶操作14.靜電放電的三種主要模型不包括（）。A.人體模型（HBM）B.機(jī)器模型（MM）C.帶電器件模型（CDM）D.高溫模型（HTM）15.EPA區(qū)域的接地電阻要求通常不超過(guò)（）。A.1ΩB.10ΩC.100ΩD.1000Ω二、判斷題（每題1分，共10分）1.靜電只能通過(guò)摩擦產(chǎn)生，接觸分離不會(huì)產(chǎn)生靜電。（）2.所有電子元件都對(duì)ESD敏感，只是閾值不同。（）3.濕度越低，物體表面越容易積累靜電。（）4.防靜電腕帶只需佩戴在一只手上即可，無(wú)需接地。（）5.金屬托盤屬于靜電導(dǎo)體，可直接用于存放ESDS元件。（）6.離子風(fēng)機(jī)的中和能力與風(fēng)速和離子濃度相關(guān)。（）7.ESD導(dǎo)致的元件失效一定是立即性的（如燒毀），不會(huì)延遲顯現(xiàn)。（）8.防靜電地板的表面電阻率應(yīng)控制在10?~10?Ω之間。（）9.操作ESDS元件時(shí)，應(yīng)避免快速移動(dòng)或接觸絕緣材料。（）10.普通紙屬于靜電絕緣體，不能用于ESDS元件包裝。（）三、填空題（每空1分，共20分）1.靜電的本質(zhì)是______的轉(zhuǎn)移或積累。2.人體靜電放電模型（HBM）的等效電路由______和______組成，典型參數(shù)為100pF電容串聯(lián)1500Ω電阻。3.靜電敏感元件的分級(jí)中，0級(jí)元件的ESD閾值電壓≤______V。4.防靜電工作區(qū)（EPA）的“三分離”原則是指______、______、______分離。5.常見的靜電源包括______、______、______（至少列舉3種）。6.離子風(fēng)機(jī)按離子產(chǎn)生方式可分為______和______兩種類型。7.防靜電腕帶的接地電阻應(yīng)控制在______Ω范圍內(nèi)，以確保安全放電。8.ESD防護(hù)的核心措施包括______、______、______（至少列舉3項(xiàng)）。9.測(cè)量物體表面電阻率時(shí)，需使用______測(cè)試儀；測(cè)量接地系統(tǒng)電阻時(shí)，需使用______測(cè)試儀。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述靜電產(chǎn)生的四種主要機(jī)制。2.說(shuō)明人體靜電放電（HBM）對(duì)電子元件的危害過(guò)程。3.列舉5種常見的ESD防護(hù)設(shè)備，并簡(jiǎn)述其作用。4.解釋“靜電屏蔽”的原理，并舉例說(shuō)明其在ESD防護(hù)中的應(yīng)用。5.當(dāng)EPA區(qū)域內(nèi)靜電壓超標(biāo)時(shí)，應(yīng)從哪些方面排查原因？五、綜合分析題（共10分）某電子廠組裝車間近期頻繁出現(xiàn)集成電路（IC）失效問(wèn)題，經(jīng)檢測(cè)為ESD損傷。假設(shè)你是ESD防護(hù)工程師，請(qǐng)結(jié)合ESD基礎(chǔ)知識(shí)，分析可能的原因（至少5點(diǎn)），并提出對(duì)應(yīng)的解決措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.B4.D5.B6.C7.D8.B9.D10.D11.C12.C13.C14.D15.B二、判斷題1.×（接觸分離也會(huì)產(chǎn)生靜電）2.√（不同元件閾值不同，但均可能受ESD影響）3.√（低濕度降低表面導(dǎo)電性，靜電荷更難泄漏）4.×（腕帶需有效接地才能導(dǎo)走靜電）5.×（金屬托盤雖為導(dǎo)體，但未接地時(shí)可能存儲(chǔ)靜電荷，需配合接地使用）6.√（風(fēng)速影響離子擴(kuò)散，離子濃度影響中和效率）7.×（ESD可能導(dǎo)致潛在損傷，后期使用中失效）8.√（符合ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求）9.√（快速移動(dòng)或接觸絕緣材料會(huì)加劇靜電積累）10.√（普通紙表面電阻率高，易積累靜電）三、填空題1.電荷2.人體電容；人體電阻3.2504.靜電源；ESDS元件；操作區(qū)5.人體活動(dòng)；塑料/橡膠摩擦；絕緣材料表面；電子設(shè)備運(yùn)行（任選3種）6.直流型；交流型7.1MΩ±10%（或750kΩ~1.25MΩ）8.接地；使用靜電耗散材料；控制環(huán)境濕度；離子中和；規(guī)范操作（任選3種）9.高阻計(jì)（或表面電阻率測(cè)試儀）；接地電阻四、簡(jiǎn)答題1.靜電產(chǎn)生的四種主要機(jī)制：（1）摩擦起電：不同材料接觸后分離，因表面電子親和力差異導(dǎo)致電荷轉(zhuǎn)移；（2）感應(yīng)起電：帶電體靠近中性導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體表面感應(yīng)出異種電荷；（3）傳導(dǎo)起電：帶電體與中性導(dǎo)體接觸，電荷通過(guò)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)移；（4）電解起電：液體或氣體分子在電場(chǎng)中發(fā)生電離，電荷分離積累。2.HBM危害過(guò)程：人體因活動(dòng)積累靜電荷（如摩擦衣物），當(dāng)接觸ESDS元件時(shí)，人體電容（約100pF）通過(guò)元件引腳放電，放電電流經(jīng)元件內(nèi)部回路（如柵極-源極），產(chǎn)生瞬時(shí)高溫（可達(dá)數(shù)千攝氏度），導(dǎo)致氧化層擊穿、金屬線熔斷或pn結(jié)損傷，最終元件功能失效或性能下降。3.5種常見ESD防護(hù)設(shè)備及作用：（1）防靜電腕帶：通過(guò)1MΩ電阻接地，將人體靜電緩慢導(dǎo)走，避免瞬間大電流放電；（2）離子風(fēng)機(jī)：產(chǎn)生正負(fù)離子，中和絕緣材料表面靜電荷，防止靜電壓積累；（3）防靜電工作臺(tái)：表面為靜電耗散材料（10?~1012Ω），配合接地，導(dǎo)走操作過(guò)程中產(chǎn)生的靜電；（4）屏蔽袋：外層導(dǎo)電、內(nèi)層絕緣，通過(guò)法拉第籠效應(yīng)屏蔽外部電場(chǎng)，保護(hù)內(nèi)部元件；（5）防靜電地板：表面電阻率10?~10?Ω，接地后導(dǎo)走人員行走產(chǎn)生的靜電，降低區(qū)域靜電壓。4.靜電屏蔽原理：利用導(dǎo)電材料包圍帶電體或敏感元件，使內(nèi)部電場(chǎng)被屏蔽材料的感應(yīng)電荷抵消，外部電場(chǎng)無(wú)法穿透屏蔽層。應(yīng)用舉例：ESDS元件的金屬屏蔽袋，通過(guò)外層導(dǎo)電層感應(yīng)外部電場(chǎng)的電荷，內(nèi)部電場(chǎng)為零，保護(hù)元件不受外部靜電壓影響；集成電路的金屬封裝外殼，也可起到部分屏蔽作用。5.靜電壓超標(biāo)排查方向：（1）環(huán)境濕度：檢查溫濕度計(jì)，確認(rèn)是否低于30%RH（低濕度導(dǎo)致靜電荷難泄漏）；（2）接地系統(tǒng)：測(cè)試腕帶、工作臺(tái)、地板的接地電阻是否超標(biāo)（如>10Ω）；（3）靜電源控制：檢查區(qū)域內(nèi)是否存在未管控的絕緣材料（如普通塑料、橡膠）；（4）離子風(fēng)機(jī)：測(cè)試離子風(fēng)機(jī)的中和時(shí)間和殘余電壓，確認(rèn)是否失效或風(fēng)速不足；（5）操作規(guī)范：觀察人員是否佩戴腕帶、是否直接接觸元件引腳、是否使用防靜電托盤；（6）設(shè)備泄漏：檢查生產(chǎn)設(shè)備（如焊臺(tái)、貼片機(jī)）是否接地不良，導(dǎo)致設(shè)備表面帶電。五、綜合分析題可能原因：（1）操作人員未佩戴或未正確佩戴防靜電腕帶，人體靜電直接放電到IC；（2）組裝區(qū)域使用普通塑料托盤/周轉(zhuǎn)箱，表面積累高靜電壓（>1000V），接觸IC引腳時(shí)放電；（3）環(huán)境濕度過(guò)低（<30%RH），物體表面導(dǎo)電性差，靜電荷無(wú)法有效泄漏；（4）離子風(fēng)機(jī)故障或布局不合理，無(wú)法中和工作臺(tái)表面靜電荷；（5）IC包裝材料不符合要求（如使用普通塑料袋），拆封時(shí)包裝與IC摩擦產(chǎn)生靜電；（6）生產(chǎn)設(shè)備（如電烙鐵）未接地，設(shè)備表面帶電，通過(guò)工具傳導(dǎo)到IC。解決措施：（1）強(qiáng)制要求操作人員佩戴并定期檢測(cè)腕帶（接地電阻1MΩ±10%），培訓(xùn)正確佩戴方法（金屬片緊貼皮膚）；（2）替換所有非防靜電托盤