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電子電信技術 電子電信技術 一般性問題
 
 
 
 
電子工業靜電與電路EOS/EMI防護技術
 作  者: 孫延林
 出版單位: 電子工業
 出版日期: 2020.01
 進貨日期: 2019/12/13
 ISBN: 9787121373923
 開  本: 16 開    
 定  價: 893
 售  價: 714
  會 員 價: 655
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內容簡介:

隨著我國電子信息產業的迅猛發展、特別是智能化、生物信息化、雲計算等發展促進了微電子快速發展,與此同時ESD/EOS/EMI(靜電放電/電流與電壓過載/電磁干擾)問題對微電子產品質量的不良影響也在日益顯著。為了預防ESD/EOS/EMI對微電子產品不良影響與危害,促進微電子產品質量提高,應廣大電子生產、科研、防靜電裝備(產品)生產企業科研人員和廣大職工的要求,作者編著了【電子工業靜電與電路EOS/EMI防護技術】一書。本書詳細介紹了電子工業靜電防護原理、靜電放電模型與靜電敏感器件的分級、電子電路EOS/EMI應對方案、防靜電工作區構成的基本要求、防靜電裝備(產品)技術參數與使用注意事項、防靜電工藝與質量管理等方面內容,並介紹了國際電工委員會標準IEC 61340、美國標準ANSI/ESD S20.20近年技術發展情況。


作者簡介:

孫延林,高級工程師,1979年畢業於清華大學核物理專業,曾在工信部防靜電產品質量監督檢驗中心工作,現為中國電子儀器行業協會防靜電裝備分會理事長兼技術委員會主任。主要從事電子與微電子領域的靜電防護及檢測技術,電子企業防靜電質量管理體系建立與管理,靜電敏感電子元器件(SSD)靜電放電失效分析及解決方案等的研究工作,發表論文三十餘篇,出版專著三篇。


圖書目錄:

第1章 靜電產生及對電子產品的損害 1
1.1 靜電產生與電子產品生產、存儲環境中的靜電源 1
1.1.1 靜電的產生 1
1.1.2 影響靜電起電的因素 4
1.1.3 電子產品生產、使用環境中可能造成靜電損害的靜電源 6
1.2 靜電對電子產品造成的損害 11
1.2.1 靜電吸附塵埃對微電子生產的不良影響 11
1.2.2 靜電放電及對微電子的損害 12
1.2.3 靜電放電產生的電磁干擾和靜電噪音 12
1.2.4 靜電放電導致微電子失效模式 13
1.2.5 靜電放電導致微電子損害機理 14
1.2.6 靜電放電導致微電子損害的概率 18
1.2.7 靜電放電導致微電子損害的現象 19
1.2.8 微電子容易發生靜電損害的部位 20
1.3 靜電敏感元器件(SSD或ESDS器件)及分級 20
1.3.1 人體放電模型(HBM)及對靜電敏感元器件分級 21
1.3.2 器件帶電放電模型(CDM)及對靜電敏感元器件分級 24
1.3.3 設備放電模型(MM)及對靜電敏感元器件分級 27
1.3.4 傳輸線脈衝模型 29
1.3.5 人體對設備放電模型(BMM) 30
1.3.6 靜電放電模擬器簡介 33
1.3.7 靜電放電實驗注意事項 35
第2章 電子工業靜電防護原理 37
2.1 靜電耗散、泄漏、等電位接地 37
2.1.1 靜電耗散、泄漏、等電位接地一般要求 37
2.1.2 耗散與接地的特殊情況 39
2.1.3 防靜電材料(裝備)使用中的安全問題 39
2.2 靜電中和 40
2.2.1 靜電中和原理 40
2.2.2 採取靜電中和措施時的注意事項 41
2.3 靜電屏蔽與接地 42
2.4 環境增濕 43
2.5 電子產品ESD的防護設計 44
2.6 防靜電材料劃分及其使用 44
2.6.1 防靜電材料劃分 44
2.6.2 防靜電材料性能探討與分析 45
2.6.3 防靜電材料在實際使用中的區別 46
第3章 防靜電工作區(EPA)構建要求 47
3.1 防靜電工作區(EPA)構建技術要求 47
3.1.1 防靜電工作區構建基本技術要求 47
3.1.2 防靜電工作區各項要求 48
3.2 國內外標準有關防靜電工作區的技術要求 56
3.2.1 國內標準有關防靜電工作區的技術要求 56
3.2.2 國際電工委員會標準有關防靜電工作區的技術要求 57
3.2.3 美國ANSI/ESD S20.20標準有關防靜電工作區的技術要求 58
3.3 電子潔淨廠房有關防靜電與潔淨度要求 60
3.4 構建防靜電工作區時常見的一些問題 72
第4章 靜電防護技術與靜電檢測原理 74
4.1 EPA內常見的幾種接地及檢測 75
4.1.1 常用接地名詞術語 75
4.1.2 EPA內的幾種接地 75
4.1.3 EPA內的防靜電接地與其他接地關係 79
4.1.4 防靜電接地測量及計算 83
4.1.5 單獨簡易防靜電接地埋設 88
4.1.6 接地電阻測量方法的探討 90
4.2 EPA內的靜電場、靜電電位及其測量 91
4.2.1 靜電荷、靜電電位、電場強度 92
4.2.2 靜電電壓、電場強度測量原理 94
4.2.3 影響靜電電壓和電場測試精度的諸多因素 98
4.2.4 測量離子化靜電消除器殘餘電壓原理 99
4.2.5 接觸式靜電電壓表與非接觸式靜電電壓表的校準 100
4.2.6 非接觸式靜電電壓表使用方面的注意事項 101
4.2.7 幾種靜電電壓表簡介 102
4.3 EPA防靜電(裝備)用品電阻的測量與電阻率計算 103
4.3.1 電阻、電導率和電阻率的定義 103
4.3.2 固體材料、物品電阻測試原理 104
4.3.3 固體材料、物品電阻和電阻率參數的測試與計算 105
4.3.4 粉體材料體積電阻、電阻率測試與計算 107
4.3.5 絕緣液體電導率測試 108
4.3.6 測試各類電阻參數所用電極 108
4.3.7 測試電阻參數所用電壓規定 110
4.3.8 影響電阻參數精確度的因素 111
4.3.9 中、外標準有關電阻參數測試方法的差異 113
4.3.10 常用的幾種電阻測試儀 113
4.4 離子化消除靜電技術與靜電衰減測試原理 114
4.4.1 非電離輻射離子化消除靜電原理 114
4.4.2 電離輻射離子化消除靜電技術原理 118
4.4.3 影響離子化消除靜電效果因素 120
4.4.4 離子化消除靜電效果的測試和測試儀器原理 122
4.4.5 靜電衰減期測試原理 123
4.4.6 國內外有關離子化消除靜電技術與測試標準差異 125
4.4.7 幾種靜電衰減測試儀 127
4.5 靜電放電屏蔽耦合能量、耦合電壓及測試 127
4.5.1 對有源靜電源的靜電屏蔽及效果評估 128
4.5.2 防靜電柔性屏蔽包裝及靜電放電屏蔽效果評估 129
4.5.3 靜電放電耦合參數指標與測試條件 131
4.5.4 影響包裝靜電放電屏蔽效果的因素 133
4.5.5 中、外有關靜電耦合能量、電壓測試標準的差異性 133
4.5.6 靜電放電屏蔽測試儀器 133
4.6 接觸摩擦分離起電及帶電量測試 134
4.6.1 接觸摩擦分離起電方法與測試標準 134
4.6.2 物體帶電量及測試 137
4.6.3 物體帶電荷量測試所用儀器 141
4.7 EPA防靜電系統的防靜電性能檢驗 141
4.7.1 影響檢驗結果的幾個重要因素 141
4.7.2 防靜電地坪和椈擬侜 142
4.7.3 工作台檢驗 144
4.7.4 工作服檢驗 144
4.7.5 工作鞋、襪子、腳束檢驗 146
4.7.6 手套、指套檢驗 147
4.7.7 腕帶檢驗 147
4.7.8 手持工具檢驗 148
4.7.9 運轉車(包括其他移動裝備)檢驗 149
4.7.10 座椅檢驗 149
4.7.11 傳輸帶檢驗 150
4.7.12 防靜電包裝、周轉箱、片狀結構材料檢驗 150
4.7.13 防靜電存放櫃、架子檢驗 151
4.7.14 防靜電臘、劑檢驗 151
4.7.15 焊接設備、電烙鐵、電動工具檢驗 151
4.7.16 離子靜電消除器殘餘電壓、靜電衰減時間檢驗 152
4.7.17 進入EPA區域人員行走電壓檢驗 154
4.7.18 導電繩線電阻測試 154
4.7.19 帶有曲面或不規則表面物品表面電阻測試 155
4.7.20 導電粉、金屬氧化物等粉體電阻測試 155
第5章 電路EMI、EOS防護與靜電敏感元器件ESD、EOS的防護設計 156
5.1 微電子、電子電路的EMI、EOS問題 156
5.1.1 EMI、EOS涉及範圍 156
5.1.2 EMI防護技術的主要內容 157
5.1.3 EOS防護技術的內容 157
5.2 EMI、EOS對電子系統設備的干擾與微電子元器件的損害 157
5.2.1 EMI對電子系統、微電子產生干擾和損害 157
5.2.2 EOS對微電子的損害 158
5.3 ESD、EOS失效分析技術 158
5.3.1 失效分析基本技術 158
5.3.2 現代失效分析技術 159
5.4 EOS對電子系統、微電子元器件損害的防護 160
5.4.1 電氣設備漏電及微電子電路過載的防護 160
5.4.2 電氣系統、設備產生漏電原因及部位 161
5.4.3 漏電源的修復 161
5.5 電子系統EMI的防護與抑制 161
5.5.1 電感性負載的瞬態浪涌抑制 161
5.5.2 電源電路的干擾抑制 164
5.5.3 電路合理布局減小EMI影響 167
5.5.4 電子系統接地EMI的抑制 169
5.6 金屬件接地的搭接 175
5.6.1 搭接的類型 175
5.6.2 搭接技術原則 175
5.7 SSD產品的ESD、EOS防護設計 176
5.7.1 SSD器件靜電敏感度與其設計結構的關係 176
5.7.2 常用的靜電放電保護器件 176
5.7.3 SSD器件防靜電保護網絡設計時需注意的問題 177
5.7.4 採用SSD的混合集成電路的保護電路設計注意事項 178
5.7.5 SSD組件保護電路設計的注意事項 179
5.7.6 電子SSD產品的防ESD、EOS增強設計 179
5.7.7 常用的幾種保護電路 180
5.7.8 HCMOS(高速CMOS)輸入端的保護結構 182
5.8 導線、電纜傳輸線EMI、ESD耦合抑制 182
5.8.1 雙股絞合線 182
5.8.2 屏蔽線 183
5.8.3 配線方法 185
第6章 防靜電工藝與質量管理 188
6.1 防靜電工藝選擇與要求 188
6.1.1 SSD產品生產、組裝環境的工藝要求 188
6.1.2 存儲環境的工藝要求 189
6.1.3 特殊生產工序的工藝要求 190
6.2 各種工序的防靜電工藝 190
6.2.1 固定崗位防靜電工藝 190
6.2.2 流動崗位防靜電工藝 200
6.2.3 計算機房、控制中心等電子機房的防靜電要求 201
6.2.4 售後維修服務的防靜電工藝 202
6.2.5 參觀和外來人的防靜電要求 202
6.3 防靜電質量管理 203
6.3.1 企業涉及靜電防護工作的部門 203
6.3.2 領導和有關部門管理人員職責 203
6.3.3 EPA的管理 206
6.3.4 企業領導、員工ESD的培訓與考核 208
第7章 防靜電工作區防靜電質量體系認證與評審 209
7.1 防靜電質量體系評審基本要求和範圍 209
7.2 防靜電工作區防靜電系統評審及要求 211
7.2.1 職工培訓評審 211
7.2.2 SSD敏感度分級及標識 211
7.2.3 防靜電工作區接地評審 211
7.2.4 人員安全評審 212
7.2.5 人員接地評審 212
7.2.6 防靜電工作區(EPA)評審 213
7.3 防靜電質量管理體系評審 217
7.4 認證評審結論編寫 220
第8章 電子工業用防靜電裝備(用品) 223
8.1 防靜電裝備(用品)種類 223
8.2 防靜電裝備(用品) 226
8.2.1 高架活動地板 226
8.2.2 防靜電PVC地板、三聚氰胺貼面板(HPL) 234
8.2.3 環氧地坪塗料、漆 239
8.2.4 防靜電瓷磚 242
8.2.5 直鋪網絡地板 243
8.2.6 防靜電橡膠板、橡塑板 244
8.2.7 防靜電包裝、箱、盒等有關產品 245
8.2.8 防靜電工作台、運轉車、椅子、存放櫃 250
8.2.9 防靜電鞋、腳束、鞋套 252
8.2.10 防靜電工作服 255
8.2.11 離子化靜電消除器 260
8.2.12 防靜電工具 273
8.2.13 防靜電手套、指套、腕帶 276
8.2.14 抗靜電劑、導電金屬粉、乙炔炭黑、導電纖維、導電膠 279
8.2.15 防靜電地毯 283
8.2.16 防靜電雜品 284
第9章 防靜電地坪與離子化靜電消除器工程施工與檢驗 285
9.1 防靜電工程分類 285


章節試讀:

前言

隨著科技的發展,靜電技術已在工業領域中得到廣泛應用,如靜電噴涂、靜電除塵、靜電複印成像、靜電育種等,並且靜電應用將日益擴大其範圍並造福於人類。但是,靜電在許多領域也給人們帶來重大損失和危害。例如,在石油和化工、工業粉塵處理、煙花爆竹等火工品,以及紡織、印刷、藥品生產、糧食飼料加工等行業,經常因靜電發生爆炸或燃燒事故,同時還會降低生產效率,造成較大損失。同樣,在現代電子工業,靜電放電(ESD)也會造成電子產品損害。近年來,隨著現代電子信息技術的智能化、生物信息化、雲計算等迅猛發展,不斷要求電子產品日益向輕、薄、短、小、高密度等方向發展,同時集成電路的集成度也不斷提高。大規模集成電路(LSI)、超大規模集成電路(VLSI)、專用集成電路(ASIC)和超高速集成電路(UHSIC)已在電子產品中廣泛應用。隨著集成度的不斷提高,集成電路的內絕緣層越來越薄,其連接導線寬度與間距越來越小。如一般CMOS器件絕緣層的厚度為0.01∼0.1mm,其相應耐靜電電壓為50∼100V,VMOS器件絕緣層更薄,其耐電壓只有30V左右,千兆位DRAM耐電壓為10∼20V,磁頭能耐的靜電電壓只有3∼5V。通常在電子產品的實際生產和產品運輸、存儲等流轉過程中所產生的靜電電壓遠遠超過其損害閾值,往往在組裝、儲運等過程中不知不覺地因ESD造成了電子產品失效。另外,因生產、檢驗、焊接設備漏電等問題出現EOS(電壓、電流過載)現象,使微電子產品不良品率大幅提升。開關放電、射頻、電噪聲源等產生的EMI(電磁干擾)對電路、電子信息系統干擾也在與日俱增,ESD/EOS/EMI問題早已成為國際關注的一個問題。據美國3M公司20世紀90年代載文介紹,因靜電放電的影響,在美國微電子大規模發展時期,每年造成的直接經濟損失達100多億美元。據日本20世紀90年代初統計,在日本生產中發現不合格的電子器件中有45%是因靜電造成的。由於各種原因,在我國的電子行業,一般不會因靜電問題造成燃燒和爆炸出現人員傷亡事故,所以還未普遍引起人們的了解和重視。但據不完全統計,我國電子工業每年因ESD/EOS/EMI問題所造成的直接損失,也近100億元人民幣,間接損失更大。在航天、航空、電子對抗和軍用通信系統領域,因靜電等問題曾出現過“風雲二號”氣象衛星使用的CCD器件損壞、某型號軍用飛機的電源系統出現故障,影響飛機飛行等諸如此類的事故多起。在民用通信、微電子製造、電子信息化系統等領域因ESD/EOS造成電子產品損害事件比比皆是,ESD/EOS/EMI已發展成為影響我國電子產品質量的一個重要問題。對於我國工業、電子行業、相關企業有關ESD/EOS/EMI所致產品不良品率高低或造成事故的多少,反映出整個國家、行業、企業的整體產品質量與企業管理水平,因此必須引起人們的重視。
為了更好地普及電子工業靜電與電路EOS/EMI防護知識,提高從業人員的技術和管理水平,編寫了《電子工業靜電與電路EOS/EMI防護技術》一書供大家學習和參考。本書重點介紹電子工業的靜電防護理論與EOS/EMI/ESD防護在實際工作中的應用。第1章重點介紹電子生產過程中靜電產生原理、靜電對微電子損害機理、靜電敏感電子產品的敏感度確定;第2章介紹電子行業靜電防護原理;第3章介紹電子行業防靜電工作區如何構建與國際標準一些相關要求;第4章介紹靜電測試與靜電防護技術;第5章介紹微電子與電路的ESD/ EOS/EMI損害及防護方案;第6章介紹電子產品生產、存儲的防靜電工藝與質量管理;第7章介紹電子防靜電系統的質量體系認證與評估要求;第8章介紹電子生產中廣為應用的防靜電裝備與產品;第9章介紹了電子工業防靜電地坪與離子化靜電消除裝置工程的施工與檢驗。為了幫助讀者掌握本書知識和學習提高,本書還增加了附錄。附錄A為PCB電路設計與布線須知;附錄B為本書專業名詞英文縮寫;附錄C為常用電氣物理量綱表;附錄D為國內外部分防靜電標準及相關標準目錄;附錄E為電子工業和其他行業靜電損害案例及分析;附錄F為部分電子靜電敏感元器件與半導體器件靜電敏感電壓;附錄G為防靜電工作服、織物所用導電纖維及種類;附錄H為電磁兼容、靜電與靜電防護、接地名詞術語;附錄I為電子行業防靜電職業技能考試試題匯編。
需要強調的是,ESD/EOS/EMI問題屬於電磁兼容(EMC)領域裡的分支,它們之間有密切聯繫,同時又與雷電、強電磁脈衝(EMP)等引起的電磁脈衝密切相關。在實際工作中,應注意它們的相互關係和各自特點,才能做到有的放矢,較好地解決這些問題。本書涉及內容廣泛、圖文並茂,可作為電子及相關行業的工程技術、工藝、質量管理、企管、質量檢測、失效分析、設備維護等人員的學習資料,也可作為ESD工程師、防靜電工程施工技術、管理人員和有關銷售人員的學習資料。
由於作者水平有限,時間倉促,書中可能出現錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。


作 者
2018年12月

 
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