静电的产生与静电危害

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1、ESD简明手册1ESD是什么ESD是代表英文ElectroStaticDischarge，即“静电放电”的意思。ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）及和电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（EMI）及电磁兼容性（EMC）问题越来越重视。2静电是如何产生的物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一

2、个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子；B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。3产生静电的方式（一）当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一

3、些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。4产生静电的方式（二）固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。5产生静电的方式（三）我们都

4、知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活，各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电：工作桌面、地板、椅子、衣服、纸张、卷宗、包装材料、流动空气。6产生静电的方式（四）另一种常见的起电是感应起电。除物体除接触后分离能起电外，当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电，如下图1所示。当物体Ａ与Ｃ发生放电时会造成Ｃ与Ｂ之间放电，如下图2所示。若Ｃ与Ｂ之间不发生放电，则Ｃ会带上剩余的电荷，如下

5、图3所示。其它起电方式有：热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。图1图2图37人体与静电（一）环境湿度人体活动RH10-20%RH65-90%在地毯上走动35,000V15,000V在已烯树脂地板上行走12,000V250V在工作台上操作6,000V100V包说明书的已烯树脂封皮7,000V600V从工作台上拿普通塑料袋20,000V1,200V从垫有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起18,000V1,500V静电电位8人体与静电（二）尽管携带了令人吃惊的静电电位，但由于并未瞬间释放，因此人体并无感觉。9人体与静电（三）电击感觉是由于人

6、体静电瞬间释放造成的虽然人体感觉不到1,000伏以下的静电，可仍会成为生产线上各种事故的原因人体带电量电击程度1,000V完全没有感觉3,000V感到刺痛5,000V手掌甚至手腕感到发麻7,000V手掌感到强烈疼痛、麻痹10,000V整个手都觉得痛，并且感到触电12,000V感到整个手受到强烈冲击10电子器件的静电破坏电压大部分器件的静电破坏电压都在几百至几千伏，而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达几千伏到几万伏。器件类型静电破坏电压器件类型静电破坏电压VMoS30～1800OP-AMP190～2500M0SFET100～200J

7、EFT140～1000GaAsFET100～300SCL680～1000PROM100STTL300～2500CMoS250～2000DTL380～7000HMOS50～500肖特基二极管300～3000E／DMOS200～1000双极型晶体管380～7000ECL300～2500石英压电晶体＜1000011静电对电子产品损害形式静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差而产生放电电流。这三种特性能对电子元件影响如下：静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。静电放电电场或电流产

8、生的热使元件受伤(潜在损伤)静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)、谱极宽(从几十兆到几千兆)，对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰)12静电的危害静电是时时刻刻到处存在的，但是在二十世纪40－50年代很少有静电问题，因为那时是