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ESD现象的产生原因、危害与预防及特点分析
作者：admin日期：2018-09-20 21:04点击：次
1. 静电现象及产生原因
在干燥的冬春季节，晚上睡觉之前，关掉灯，在暗中脱混纺毛衣(或毛腈套衫)，会看到闪烁的火花，还伴随着“劈啪”声。有时当你的手指触及门把、水龙头、椅背等金属器物或两人互相触及时都有电击感；这些是什么缘故造成的呢？
上述现象都是由于摩擦起电造成的，摩擦为什么会起电呢？原来，物质的原子都是由带正电的原子核和带负电的电子构成。通常情况下正负电荷总数相等，所以物体对外不显示带电，在摩擦过程中，一部分电子会从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体上，这样失去电子的物体就因缺少电子而带正电，得到电子的物体就因多余电子而带负电。所以摩擦起电并不是我们创造了电荷，而是电子发生转移，使物体上正负电荷数目不等造成的。
2. 静电现象的危害及防止
有关专家曾做过测试：用玻璃棒在化纤布料上摩擦20下，马上用仪器测量，结果表明，最高电压可达到1．5万伏。脱纯涤纶衣服瞬间可产生5万-10万伏高电压。静电对人体有一定程度的危害，当静电电压达到2000伏时，手指就有感觉了；超过 3000伏时就有火花出现，手指并有针刺似的痛感；超过7000伏时，人就有电击感。
在地毯上行走的人，与地毯摩擦而带大量的电，当他伸手去拉金属门把手时，手与金属把手(上面有感应电荷)间会产生火花放电，使人产生触电的感觉。如果在工厂和实验室里，发生这种火花放电，还可能由此而引起火灾。飞机飞行时，与空气摩擦而带的电如果在着陆过程中没有导走，当地勤人员接近机身时，人与飞机间可能产生强烈的火花放电，严重时可能将人击倒。专门用来装汽油或柴油等液体燃料的油罐车，在灌油、运输过程中，油与油罐摩擦、撞击而带上大量电荷，如果不及时导走，积累到一定程度，会产生电火花，点燃液体燃料引起爆炸。在医院的外科手术台上，也出现过静电火花使乙醚爆炸的事件。
防止静电危害的基本办法，是尽快把产生的电荷导走，避免静电的积累。最简单而又可靠的办法是把电荷引入大地。油罐车是靠一条拖在地上的铁链把静电导走。飞机的机轮上通常都装有搭地线，也有用导电橡胶做机轮轮胎的，着陆时它们可将机身的静电导走。在地毯中夹杂0.05mm～0.07mm的不锈钢丝导电纤维，用来引走静电荷等。
3. 静电对电子产品损害的形式和特点
静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差，会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的三种影响：
(1)静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。
(2)静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。
(3)静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损伤）。
(4)静电放电产生的电磁场幅度很大（达几百伏/米）频谱极宽（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）
如果元件全部破坏，必能在生产及品管中被察觉而排除，影响较小，如果元件轻微受损，在正常测试下不易发现，在这种情形下，常会因经过多层之加工，甚至已在使用时，才发现破坏，不但检查不易，而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题，而且如果在使用时才察觉故障，其损失将可能巨大。
静电对电子产品损害有如下特点：
(1). 隐蔽性
人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2－3 KV,所以静电具有隐蔽性。
(2). 潜在性
有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损伤具有潜在性。
(3). 随机性
电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机动性性。其损坏也具有随机动性性。
(4).复杂性
静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。
4. 什么是ESD?
ESD的意思“静电释放”的意思，它是英文：Electro-Static discharge 的缩写。
静电释放(ESD)是在电子装配中电路板与元件损害的一个熟悉而低估的根源。它影响每一个制造商，无任其大小。虽然许多人认为他们是在ESD安全的环境中生产产品，但事实上，ESD有关的损害继续给世界的电子制造工业带来每年数十亿美元的代价。
ESD三种型式
(1).人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD敏感的装置而不先拽放电荷到地，摩擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。
(2).微电子器件带电型式既指这些ESD敏感的装置，尤其对塑料件，当在自动化生产过程中，会产生摩擦电荷，而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面，因此造成损坏；或者通过感应使ESD敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。
(3).场感类型式即有强电场围绕，这可能来之于塑性材料或人的衣服，会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数，侧会产生电弧以破坏氧化层，其结果为短路。
(4).其它还有：机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。
5. 为什么要提高ESD防护意识
在本世纪70前代以前，很多静电问题都是由于人们没有ESD意识而造成的，即使现在也有很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是因为大多数ＥＳＤ损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3ＫＶ，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏，通常电子器件被ＥＳＤ损坏后没有明显的界限，把元件安装在PCB上以后再检测，结果出现很多问题，分析也相当困难。特别是潜在损坏，即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化，所以很都电子工程师和设计人员都怀疑ESD，但近年实验证实，这种潜在损坏在一定时间以后，电子产品的可靠性明显下降。
6. 谁应该参加ESD培训?
培训谁? 管理培训部门,管理部门的支持,流水线管理培训,工人,技术员等都应该受到防静电知识培训。最新的美国国家标准和国际静电放电协会标准（ANSI/ESD S20.20-1999）把静电培训计划和培训要求及认证专门列出一节。静电培训的重点在领导管理人员、流水线管理人员和工程技术三种人，但内容和要求各不相同。对于领导和管理人员，除要求懂得静电安全管理要求外，对静电基本知识、防静电工作区的要求、静电敏感标记等也应有所了解。而对设计师、现场工程师、维修技术人员等对静电就要有全面的了解。目前，我国各类院校除少数专业有静电专业研究生课程外，中专、大专及本科均没有开设静电专业课程，仅是物理的电学中介绍了有关静电基本原理一些知识。但是只要有了这个基础，您就能学好静电防护基本知识。
7. 如何有效控制ESD?
从前面的分析可知静电是由于物体接触分离，甚至没有接触的感应等方式产生的，就连我们周围的空气也是由原子组成的，当这些空气流动时也会产生静电，可以说：在任何时间、任何地点都可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能的，但可以采取一些措施控制静电在不危害的程度之内
使用高质量的防静电产品具可帮助元器件和最终产品免受静电放射等危害。找防静电产品，就来上海森亿电子工程有限公司。
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