靜電放電過程你了解嗎？

    靜電放電是一個讓很多人都怕的問題，因為靜電放電會帶來很多危害，給生活、工作帶來許多的不便，所以大家一定要了解清楚靜電放靜電現(xiàn)象及防范知識。生產(chǎn)車間的電子敏感元器件碰到靜電放電傷害的程度不小，必須做足靜電防護，才能讓產(chǎn)品更加可靠。

靜電放電(Electrostatic Discharge)是指具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。ESD是一種常見的近場危害源，可形成高電壓，強電場，瞬時大電流，并伴有強電磁輻射，形成靜電放電電磁脈沖。

· 電流 >1A

·上升時間～15ns，衰減時間～150ns。

靜電的來源

在電子制造業(yè)中，靜電的來源是多方面的，如人體、塑料制品、有關的儀器設備以及電子元器件本身。

人體是極為重要的靜電源，這主要有三個方面的原因：

1、人體接觸面廣，活動范圍大，很容易與帶有靜電荷的物體接觸或摩擦而帶電，同時也有許多機會將人體自身所帶的電荷轉(zhuǎn)移到器件上或者通過器件放電；

2、人體與大地之間的電容低，約為50一250pF，典型值為150PF，故少量的人體靜電荷即可導致很高的靜電勢；

3、人體的電阻較低，相當于良導體，如手到腳之間的電阻只有幾百歐姆，手指產(chǎn)生的接觸電阻為幾千至幾十千歐姆，故人體處于靜電場中也容易感應起電，而且人體某一部分帶電即可造成全身帶電。

靜電放電形式

靜電放電形式與帶電體的幾何形狀、電壓和帶電體的材質(zhì)有關。靜電放電形式：

電暈放電

(1)是電暈放電：發(fā)生在帶電體法端或曲率半徑很小處附近的局部放電。電暈放電可能伴有輕微的嘶嘶聲和微弱的淡紫色光。電暈放電一般沒有引燃燒危險。

刷形放電和傳播型刷形放電

(2)刷形放電和傳播型刷形放電:都是發(fā)生在絕緣體表面的有聲光的多分支放電。當絕緣體背面緊貼有金屬導體時，絕緣體正面將出現(xiàn)傳播型刷形放電。同一絕緣體上可發(fā)生多次刷形放電或傳播型刷形放電。刷形放電有一定的引燃危險；傳播型刷形放電的引燃危險性大。

火花放電

(3)是火花放電帶電體之間發(fā)生的通道單一的放電?；鸹ǚ烹娪忻髁恋拈W光和有短促的爆裂聲。其引燃危險性很大。

雷型放電

(4)雷型放電：是懸浮在空間的大范圍、高密度帶電粒子形成的閃電狀放電。其引燃危險性很大。

特點

靜電起電的較常見原因是兩種材料的接觸和分離。經(jīng)常發(fā)生的靜電起電現(xiàn)象是固體間的摩擦起電現(xiàn)象。此外還有剝離起電、破裂起電、電解起電、壓電起電、熱電起電、感應起電、吸附起電和噴電起電等 。物體的靜電起電—放電一般具有高電位、強電場和寬帶電磁干擾等特點。

保護

在將電纜移去或連接到網(wǎng)絡分析儀上時，防止靜電放電（ESD）是十分重要的。靜電可以在您的身體上形成且在放電時很容易損壞靈敏的內(nèi)部電路元件。一次太小以致不能感覺出的靜電放電可能造成長久性損壞。

為了防止損壞儀器，應采取以下措施：

1、保證環(huán)境濕度。

2、鋪設防靜電地板或地毯。

3、使用離子風槍、離子頭、離子棒、等設施，使在一定范圍內(nèi)防止靜電產(chǎn)生。

4、半導體器件應盛放在防靜電塑料盛器或防靜電塑料袋中, 這種防靜電盛器有良好導電性能, 能有效防止靜電的產(chǎn)生。當然, 有條件的應盛放在金屬盛器內(nèi)或用金屬箔包裝。

5、操作人員應在手腕上帶防靜電手帶,這種手帶應有良好的接地性能, 這種措施極為有效。

規(guī)范

國 際 電 工 委 員 會 (Internationa1日ectrotechnicalCommission，IEC)制定 了測試標準 IEC61000-4-2來評價電子設備 的 ESD抗擾度等級 。但人們在研究靜 電放電的危害時，主要關心的是靜 電放 電產(chǎn)生的注入電流對電火工品、電子器件、電子設備及其他一 些靜電敏感系統(tǒng)的危害 ，忽視 了靜 電放電的電磁脈沖效應 ，直到 20世紀 90年代初 Wilson才**提出 ESD過程中產(chǎn)生的輻射場影響。IEC61000-4-2標準雖幾經(jīng)修改，規(guī)范了 ESD模擬器對水平耦合板和垂直耦合板的放電方式 ，但沒有關于 ESD輻射場的明確規(guī)定 ，對 ESD模擬器也僅規(guī)定 了放電電流的典型波形和 4個關鍵點參數(shù)。通常被測設備(equip—mentundertest，EUT)是易受 電磁 場影 響的。許 多學者在實際測試時發(fā)現(xiàn) ，由于 ESD模擬器內(nèi)部繼電器與接地 回路等因素的影響，符合 IEC61000-4-2標準要求 的不 同 END模 擬器所 得測 試結 果并 不相同 。

現(xiàn)行的 IEC61000—4—2標準規(guī)定 的測試方法和實驗平 臺仍存在一定局限性，需進一步研究 和改進 。ESD協(xié) 會 WG14、ANSIC63.16和 IECSC77BWG9等標準化 國際組織都在努力提高靜電放 電抗擾度測試 的一致性，對現(xiàn)有標準展 開廣泛的討論和完善 。但是我國相關領域 的工作開展不多。現(xiàn)行的 ESD抗擾度實驗標準是沿用原 IEC標準，對標準的制定和修改工作沒有與國際接軌 ，從而在 ESD抗擾度測試方面仍然落后于西方發(fā)達國家

1.帶電的人體的放電模式(HBM)

由于人體會與各種物體間發(fā)生接觸和磨擦，又與元器件接觸，所以人體易帶靜電，也容易對元器件造成靜電損傷。普遍認為大部分元器件靜電損傷是由人體靜電造成的。帶靜電的人體可以等效為圖1.5的等效電路，這個等效電路又稱人體靜電放電模型（Human Body Model）。其中，Vp帶靜電的人體與地的電位差，Cp帶靜電的人體與地之間的電容量，一般為50-250pF；Rp人體與被放電體之間的電阻值，一般為102-105Ω人體與被放電體之間的放電有兩種。即接觸放電和電弧放電。接觸放電時人體與被放電之間的電阻

值是個恒定值。電弧放電是在人體與被放電體之間有一定距離時，它們之間空間的電場強度大于其介質(zhì)（如空氣）的介電強度，介質(zhì)電離產(chǎn)生電弧放電，暗場中可見弧光。電弧放電的特點是在放電的初始階段，因為空氣是**導體，放電通道的阻抗較高，放電電流較?。浑S著放電的進行，通道溫度升高，引起局部電離，通道阻抗逐漸降低，電流增大，直至達到一個峰值；然后，隨著人體靜電能量的釋放，電流逐漸減少，直至電弧消失.

2.帶電機器的放電模式

機器因為摩擦或感應也會帶電。帶電機器通過電子元器件放電也會造成損傷。機器放電的模型（Machine Model）。與人體模式相比，機器沒有電阻，電容則相對要大。

3.充電器件的放電模型

在元器件裝配、傳遞、試驗、測試、運輸和儲存的過程中由于殼體與其它材料磨擦，殼體會帶靜電。一旦元器件引出腿接地時，殼體將通過芯體和引出腿對地放電。這種形式的放電可用所謂帶電器件模型(Charged-Device Model，CDM)來描述。下面以雙極型和MOS型半導體器件為例給出靜電放電的等效電路。