靜電是人們非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r,正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)特體上而形成。當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí),其中一個(gè)趨從于另一個(gè)吸引電子,因而二者會(huì)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(fā)生的靜電是人體帶電的主要因之一。
靜電的許多功能已經(jīng)應(yīng)用到軍工或民用產(chǎn)品中,如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復(fù)印等。然而,靜電放電ESD(Electro-Static Discharge)卻又成為電子產(chǎn)品和設(shè)備的一種危害,造成電子產(chǎn)品和設(shè)備的功能紊亂甚至部件損壞。
現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的規(guī)模越來(lái)越大,工作電壓越來(lái)越低,導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對(duì)外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。電子設(shè)備的ESD也開(kāi)始作為電磁兼容性測(cè)試的一項(xiàng)重要內(nèi)容寫(xiě)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
靜電源與其它物體接觸時(shí),依據(jù)電荷中和的機(jī)理存在著電荷流動(dòng),傳送足夠的電量以抵消電壓。在高速電量的傳送過(guò)程中,將產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場(chǎng),嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀,這就是靜電放電。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)移(GB/T4365-1995),一般用ESD表示。ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞或操作失常。
靜電對(duì)器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當(dāng)時(shí)看不出來(lái),但器件變得更脆弱,在過(guò)壓、高溫等條件下極易損壞。ESD兩種主要的破壞機(jī)制是:由ESD電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效;由ESD感應(yīng)出過(guò)高電壓導(dǎo)致絕緣擊穿。兩種破壞可能在一個(gè)設(shè)備中同時(shí)發(fā)生,例如,絕緣擊穿可能激發(fā)大的電流,這又進(jìn)一步導(dǎo)致熱失效。
除容易造成電路損害外,靜電放電也極易對(duì)電子電路造成干擾。靜電放電對(duì)電子電路的干擾有二種方式。一種是傳導(dǎo)干擾,另一種是輻射干擾。傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾。輻射干擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)空間耦合把干擾信號(hào)傳給另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備。
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