剛整理完AEC Q100中E2 HBM和E3 CDM項，這兩個驗證內容都是ESD靜電相關的，很多朋友可能不知道他們的區(qū)別，也不知道實際生產(chǎn)過程中，這兩種靜電放電帶來的不同和影響結果差異。

我們先回顧一下HBM和CDM

HBM - Electrostatic Discharge Human Body Model 靜電放電人體模式測試

CDM - Electrostatic Discharge Charged Device Model 靜電放電帶電器件模式測試

就是HBM是人體帶靜電后對產(chǎn)品進行靜電放電，CDM是產(chǎn)品帶靜電后對外界放電。

在上一個版本的AEC Q100中，E2項還包含了機械放電測試（設備放電），但是這個版本給刪除了，我覺得可能是設備防靜電措施已經(jīng)做的很標準化而且很靠譜了，但實際上設備靜電放電和人體靜電放電對產(chǎn)品失效影響效果是一樣的，測試HBM就可以了。

在前文討論AEC Q100 HBM驗證的時候，我故弄玄虛的問大家，電子產(chǎn)品生產(chǎn)線，到底是HBM風險大還是CDM風險大，在這里可以明確的告訴大家，是CDM風險大，為什么呢？你想想一個標準的電子車間（正規(guī)化的企業(yè)），車間濕度40-60%、防靜電地面、防靜電地面漆、防靜電大褂、防靜電手套、防靜電鞋、防靜電大褂、離子風機、設備接地、設備防靜電處理合格并定期檢查，這種環(huán)境下，如果一個芯片通過了AEC Q100認證的HBM項，那就是能承受住2000V的ESD高壓，被人體模式靜電擊穿在我眼中是不可能的。（雖然有點絕對，聽我后面解釋）

有朋友可能會問，北方冬天脫個毛衣，噠噠噠的冒藍光，聽說都上萬伏瞬間放電，為什么你說2000V都不可能，首先要說明的是，電子車間的環(huán)境和日常生活完全不同，如果在一個正規(guī)管理的電子車間里面，還能有毛衣咔咔放電，那我簡直直呼奇跡。

我曾經(jīng)任職的某頂級汽車電子廠，你們知道標準是什么嗎？質量檢測靜電標準是100V/cm(10KV/m)場強，啥意思，就是質量拿個塑料布，在設備或者人身上咔咔蹭，蹭完了之后用靜電場強計去測試，一般場強測試設備上帶有2厘米的小黑棍子，一旦測試結果超過200V，設備馬上停機整改。就下圖這東西：

剛才還說100V這里怎么變成200V了呢，因為這是場強，和距離有關系，原則上距離越遠靜電放電電壓越大。但是大家說說實際生產(chǎn)過程中，哪有塑料布這種東西在設備和人身上使勁蹭的情況，而且即便是這樣，現(xiàn)場超過100V/CM就整改，想過2000V的ESD人體放電可能嗎？即便靜電在人體或者設備上產(chǎn)生了，還沒等它反應過來，就馬上通過各種渠道消失了。

如果真過了AEC Q100，HBM帶來元器件損傷的可能性就很低了，除非在異常情況下，比如返修過程不做防靜電保護等違規(guī)操作。

但是CDM呢？CDM可不一樣，CDM是產(chǎn)品帶靜電往外面放，大家可能不理解產(chǎn)品怎么能帶靜電呢？

首先解釋下防靜電材料，防靜電材料的表面電阻率是10的3次方到10的9次方歐姆。也就是1000Ω - 1GΩ，電阻大了容易理解，因為不導通是絕緣體了，但是小了為什么不行呢？

電子車間各個崗位，都會接防靜電地，防靜電接地，可不是拿個導體直接接到0電平上，而是需要通過專用的防靜電地的接口，這個接口一般是由地面下埋沙子做的，就是為了有一定的電阻率。因為如果是導體直接接地沒有阻抗，那么靜電釋放就是瞬間的事，仍然會擊穿產(chǎn)品，就是CDM。所以大家一定記住，金屬并不是防靜電材料，金屬摩擦后不產(chǎn)生靜電積累，但是它會導電，表面電阻低于1000歐姆，就不是防靜電材料！

如果設備是由金屬框架做的，那么就算設備接了防靜電地，但是金屬框架本身足夠大，也會帶來CDM的靜電快速釋放風險，能不能燒壞器件就是看靜電的釋放速度，速度快了功率就大嘛，慢慢釋放，啥事沒有。

那么下一個問題來了，產(chǎn)品上怎么會帶靜電呢？因為無論是芯片封裝還是我們使用的PCB材料，那可都是絕緣材料，絕緣材料是不能導電的，所以一旦上面有了電荷，就會一直保留直到釋放出去。

電荷哪里來的呢，只要有產(chǎn)品的接觸、摩擦、移動甚至風吹過，都會形成靜電積累，但是一般不嚴重，生產(chǎn)環(huán)境中，哪一個位置風險最大呢？看下圖。

產(chǎn)品自身帶電，最大的風險在于產(chǎn)品傳遞的過程，一般設備中存在風險的位置都會加離子風機，但是上圖所示的PCBA料架，在PCBA上下料，特別是機器自動上下料的快速推動帶來的摩擦，會產(chǎn)生足夠多的靜電。

大家可能會說物料架都是防靜電的??？物料架防靜電，僅代表物料架的材料不產(chǎn)生靜電或者釋放靜電很快，但是這不能保證PCB的絕緣材料摩擦后也不產(chǎn)生靜電，如果材料價防靜電維護做的不好，架子上有灰車、污物，都會加大靜電的積累。

一個SMT線后的PCBA下料機，和組裝線前PCBA自動上料機，機械動作快速推出的PCBA上，在新的物料架上一般20-50V/CM靜電場強，但是年久失修的物料架上，達到300-500V/CM都很正常，標準上限可是100V/CM，這是我們實際測出來的結果，非?？膳隆?/p>

但是這些靜電荷，僅是存儲在產(chǎn)品上，不會造成擊穿，操作員手工取放時，這些靜電荷就會緩慢釋放排除，并不會帶來嚴重后果。最可怕就是這些產(chǎn)品突然接觸到導體，特別是一些設備里面的金屬，那就直接造成靜電快速釋放了。所以在產(chǎn)品進入設備前，采用離子風機是靜電保護最好的方式。

而這種產(chǎn)品帶電對外釋放就是CDM，也是生產(chǎn)過程中風險最大的靜電隱患。

最后，朋友可能會問，這里僅說生產(chǎn)過程了，日常生活呢？在電子產(chǎn)品裝配外殼后，露在外面的僅是少數(shù)的連接器針，其他的地方是封在里面接觸不到了，比如手機，隔著屏幕和外殼，靜電是沒有辦法傷害電路板的。而少量露出來的連接器針，比如手機充電口，在電路里面都加了TVS等ESD保護二極管和相關的設計，他們對于靜電的承受度，要遠遠高于芯片級和電路板級，汽車電子產(chǎn)品中，ESD保護二極管抗壓2萬伏起步很正常。

ESD問題為什么難，因為ESD帶來擊穿或者損傷后，失效經(jīng)常不會馬上出現(xiàn)，往往使用一段時間，或者特定的高溫環(huán)境下，問題才會暴露出來，這也是ESD問題難以排查的原因。

ESD失效問題往往是偶發(fā)性的，無規(guī)律的，延遲發(fā)生后果的。

但是說一句得罪人的話，如果電子廠拿著燒壞的芯片去給芯片廠家分析，一般返回來的結果都是EOS，EOS包含工作電流異常擊穿的可能和ESD損傷后造成的電流擊穿，往往芯片廠家是不可能直接承認自己的芯片有問題的，除非證據(jù)過于明確。這也是一旦電子廠出現(xiàn)批量燒件的時候（這里的批量可能是百分之一、千分之一的比例），特別在汽車電子廠，就等著雞飛狗跳遍地找原因吧