靜電的產(chǎn)生與靜電危害

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1、ESD簡明手冊1ESD是什么ESD是代表英文ElectroStaticDischarge，即“靜電放電”的意思。ESD是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱（火花）效應（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應（如電磁干擾）等的學科。近年來隨著科學技術的飛速發(fā)展、微電子技術的廣泛應用及電磁環(huán)境越來越復雜，對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題越來越重視。2靜電是如何產(chǎn)生的物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。在正常狀況下，一

2、個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是電子環(huán)繞于原子核周圍，一經(jīng)外力即脫離軌道，離開原來的原子兒而侵入其他的原子B，A原子因缺少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)象，稱為陽離子；B原子因增加電子數(shù)而呈帶負電現(xiàn)象，稱為陰離子。造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學能……等)在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電。3產(chǎn)生靜電的方式（一）當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一

3、些剩余電子的物體而帶負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起電。4產(chǎn)生靜電的方式（二）固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。為什么氣體也會產(chǎn)生靜電呢？因為氣體也是由分子、原子組成，當空氣流動時分子、原子也會發(fā)生“接觸分離”而起電。所以在我們的周圍環(huán)境甚至我們的身上都會帶有不同程度的靜電，當靜電積累到一定程度時就會發(fā)生放電。5產(chǎn)生靜電的方式（三）我們都

4、知道摩擦起電而很少聽說接觸起電。實質(zhì)上摩擦起電是一種接觸又分離的造成正負電荷不平衡的過程。摩擦是一個不斷接觸與分離的過程。因此摩擦起電實質(zhì)上是接觸分離起電。在日常生活，各類物體都可能由于移動或摩擦而產(chǎn)生靜電：工作桌面、地板、椅子、衣服、紙張、卷宗、包裝材料、流動空氣。6產(chǎn)生靜電的方式（四）另一種常見的起電是感應起電。除物體除接觸后分離能起電外，當帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導體的兩端分別感應出負電和正電，如下圖1所示。當物體Ａ與Ｃ發(fā)生放電時會造成Ｃ與Ｂ之間放電，如下圖2所示。若Ｃ與Ｂ之間不發(fā)生放電，則Ｃ會帶上剩余的電荷，如下

5、圖3所示。其它起電方式有：熱電和壓電起電、亥姆霍茲層、噴射起電等。圖1圖2圖37人體與靜電（一）環(huán)境濕度人體活動RH10-20%RH65-90%在地毯上走動35,000V15,000V在已烯樹脂地板上行走12,000V250V在工作臺上操作6,000V100V包說明書的已烯樹脂封皮7,000V600V從工作臺上拿普通塑料袋20,000V1,200V從墊有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起18,000V1,500V靜電電位8人體與靜電（二）盡管攜帶了令人吃驚的靜電電位，但由于并未瞬間釋放，因此人體并無感覺。9人體與靜電（三）電擊感覺是由于人

6、體靜電瞬間釋放造成的雖然人體感覺不到1,000伏以下的靜電，可仍會成為生產(chǎn)線上各種事故的原因人體帶電量電擊程度1,000V完全沒有感覺3,000V感到刺痛5,000V手掌甚至手腕感到發(fā)麻7,000V手掌感到強烈疼痛、麻痹10,000V整個手都覺得痛，并且感到觸電12,000V感到整個手受到強烈沖擊10電子器件的靜電破壞電壓大部分器件的靜電破壞電壓都在幾百至幾千伏，而在干燥的環(huán)境中人活動所產(chǎn)生的靜電可達幾千伏到幾萬伏。器件類型靜電破壞電壓器件類型靜電破壞電壓VMoS30～1800OP-AMP190～2500M0SFET100～200J

7、EFT140～1000GaAsFET100～300SCL680～1000PROM100STTL300～2500CMoS250～2000DTL380～7000HMOS50～500肖特基二極管300～3000E／DMOS200～1000雙極型晶體管380～7000ECL300～2500石英壓電晶體＜1000011靜電對電子產(chǎn)品損害形式靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差而產(chǎn)生放電電流。這三種特性能對電子元件影響如下：靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻(縮短壽命)。靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。靜電放電電場或電流產(chǎn)

8、生的熱使元件受傷(潛在損傷)靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大(達幾百伏/米)、譜極寬(從幾十兆到幾千兆)，對電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞(電磁干擾)12靜電的危害靜電是時時刻刻到處存在的，但是在二十世紀40－50年代很少有靜電問題，因為那時是