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【ESD靜電知識問題解答】靜電成因及其危害

發表于: 2019/8/16 14:03:26 閱讀:次

    靜電是人們非常熟悉的一種自然現象。靜電是兩種介電系數不同的物質磨擦時,正負極性的電荷分別積累在兩個特體上而形成。當兩個物體接觸時,其中一個趨從于另一個吸引電子,因而二者會形成不同的充電電位。就人體而言,衣服與皮膚之間的磨擦發生的靜電是人體帶電的主要因之一。

    靜電的許多功能已經應用到軍工或民用產品中,如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復印等。然而,靜電放電ESD(Electro-Static Discharge)卻又成為電子產品和設備的一種危害,造成電子產品和設備的功能紊亂甚至部件損壞。

現代半導體器件的規模越來越大,工作電壓越來越低,導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。電子設備的ESD也開始作為電磁兼容性測試的一項重要內容寫入國家標準和國際標準。

    靜電源與其它物體接觸時,依據電荷中和的機理存在著電荷流動,傳送足夠的電量以抵消電壓。在高速電量的傳送過程中,將產生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場,嚴重時將其中物體擊毀,這就是靜電放電。國家標準中定義:靜電放電是具有不同靜電電位的特體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移(GB/T4365-1995),一般用ESD表示。ESD會導致電子設備嚴重損壞或操作失常。

    靜電對器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當時看不出來,但器件變得更脆弱,在過壓、高溫等條件下極易損壞。ESD兩種主要的破壞機制是:由ESD電流產生熱量導致設備的熱失效;由ESD感應出過高電壓導致絕緣擊穿。兩種破壞可能在一個設備中同時發生,例如,絕緣擊穿可能激發大的電流,這又進一步導致熱失效。

除容易造成電路損害外,靜電放電也極易對電子電路造成干擾。靜電放電對電子電路的干擾有二種方式。一種是傳導干擾,另一種是輻射干擾。傳導干擾主要是電子設備產生的干擾信號通過導電介質或公共電源線互相產生干擾。輻射干擾是指電子設備產生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個電網絡或電子設備。

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