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象及防范知識。生產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有關。靜電放電形式：

電暈放電

(1)是電暈放電：發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，絕緣體正面將出現傳播型刷形放電。同一絕緣體上可發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生的通道單一的放電。火花放電有明亮的閃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。經常發生的靜電起電現象是固體間的摩擦起電現象。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，使在一定范圍內防止靜電產生。

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生。當然, 有條件的應盛放在金屬盛器內或用金屬箔包裝。

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過程中產生的輻射場影響。IEC61000-4-2標準雖幾經修改，規范了 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輻射場的明確規定 ，對 ESD模擬器也僅規定 了放電電流的典型波形和 4個關鍵點參數。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現 ，由于 ESD模擬器內部繼電器與接地 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 。

現行的 IEC61000—4—2標準規定 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 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（如空氣）的介電強度，介質電離產生電弧放電，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，放電電流較小；隨著放電的進行，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。