靜電的基礎(chǔ)知識

靜電多由絕緣體物體間互相磨擦或干燥空氣與絕緣
物磨擦產(chǎn)生.當(dāng)它能量積累到一定程度,防礙它中和的絕緣
體再也阻擋不住時,即發(fā)生劇烈放電,即靜電放電(ESD),這
時的最高電壓可達(dá)幾千乃至幾萬伏.勢必對靜電敏感組件
造成損害
生活,生產(chǎn)中靜電可謂無處不在,無時不在,從舉手投足
間服裝的磨擦,到干燥空氣的流動,都是靜電產(chǎn)生的原因. 如
果條件適宜,瞬間即可實(shí)現(xiàn).這些都對CMOS等靜電敏感電
路造成極大威脅,更不用說設(shè)備漏電造成的危害了,因此電
子行業(yè)盡一切努力進(jìn)行靜電防護(hù).
靜電放電和電氣過載
設(shè)備漏電,尤其是不會對人造成觸電傷害的微小漏電并不屬于靜電.
雖然大多數(shù)情況下人們幾乎感覺不到,但由于其普遍性(任何電器設(shè)備多
少總有些漏電)和高內(nèi)阻的特點(diǎn),產(chǎn)生最高近似于電源電壓(100~400V),時
間很短的尖峰電脈沖,仍足以對靜電敏感器件造成電氣過載(EOS)損害.所
以也是靜電防護(hù)體系中極為重要的一個方面.
靜電放電(ESD)及電氣過載(EOS)對電子元器件造成損害的主要機(jī)理
有:熱二次擊穿;金屬鍍層熔融;介質(zhì)擊穿;氣弧放電;表面擊穿;體擊穿等.
• ESD/EOS的特殊性：一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程，
所以未加保護(hù)也不見得件件產(chǎn)品都會受到ESD/EOS傷害，有一定的"偶
然性；二是由于多數(shù)情況下ESD/EOS能量都較小，所以受到ESD/EOS傷
害的也并不表現(xiàn)為立即報(bào)廢，有些僅表現(xiàn)為漏電增加，工作不穩(wěn)定，甚
至在出廠測試中一時表現(xiàn)不明顯，以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料不良或設(shè)
計(jì)不良而不自省，因此常使人們認(rèn)識不到ESD/EOS的危害，抱有僥幸心
理
靜電的危害
• 下圖是由于靜電保護(hù)措施不合適, 芯片內(nèi)部被靜電擊穿的圖樣.
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)40 - 50% 的客戶返回的產(chǎn)品是由于靜電問題造成的.
由于靜電問題每年會造成數(shù)十億美元的直接經(jīng)濟(jì)損失.
關(guān)于靜電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
.國際電工委員會的IEC 61000-4-2
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement
techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic
EMC Publication
.我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2《電磁兼容試驗(yàn)和測試技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》
IEC 61000-4-2和GB/T 17626.2規(guī)定要求的最高試驗(yàn)電壓是接觸放電8kV,空氣放電15kV(
不包括開放等級的特殊電壓,見下表)