【靜電放電模擬器】靜電效應(yīng)及其作用規(guī)律

一、靜電力學(xué)效應(yīng)：

[靜電放電模擬器]靜電帶電體周?chē)徐o電場(chǎng)。由于靜電場(chǎng)在正常情況下不均勻，靜電場(chǎng)極化的介質(zhì)顆粒會(huì)受到電場(chǎng)力的影響，受力方向指向帶電體。也就是說(shuō)，無(wú)論帶電體有什么極性電荷，帶電體都會(huì)吸引原來(lái)沒(méi)有帶電的灰塵顆粒。因此，懸浮在空氣中的灰塵容易被物體吸附，造成污染。在半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)車(chē)間，如果半導(dǎo)體芯片帶有靜電，灰塵會(huì)吸附在芯片上，大大降低了集成電路的成品率，尤其是超大型集成電路。

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于同一電荷的排斥作用和不同電荷的吸引作用，也會(huì)造成生產(chǎn)損害。例如，在紡織工業(yè)中，由于靜電程中，由于靜電的作用，絲綢會(huì)漂浮，粘合糾纏，在織造過(guò)程中，由于橡膠輥軸與絲紗摩擦產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致紗布、掛條、花、斷頭等，降低了齒梳理能力，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在粉末加工行業(yè)，由于靜電作用，篩孔變小或堵塞，氣力輸送管道不暢通，球磨機(jī)不能正常運(yùn)行；在印刷行業(yè)和塑料薄膜包裝生產(chǎn)中，由于靜電的吸引力或排斥，影響紙張的正常分離和堆放，塑料薄膜不能正常包裝和印刷，甚至出現(xiàn)靜電墨點(diǎn)，使自動(dòng)化生產(chǎn)困難。

二、靜電放電的熱效應(yīng)：

靜電火花放電或刷形放電一般在ns或μs級(jí)完成。因此，靜電放電過(guò)程通常可以看作是一個(gè)絕熱過(guò)程。空氣中的靜電放電可以使空氣瞬間電離和突破，通過(guò)數(shù)安培的大電流形成局部高溫?zé)嵩矗殡S著發(fā)光和加熱過(guò)程。這種局部熱源會(huì)引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。靜電放電過(guò)程中產(chǎn)生的瞬時(shí)大電流也會(huì)導(dǎo)致火-藥、電-雷-管、電引信等電火裝置意外發(fā)生火災(zāi)，造成爆炸事故。

在微電子技術(shù)領(lǐng)域，靜電放電過(guò)程通過(guò)設(shè)備電阻在十分之一微秒內(nèi)釋放靜電能量，平均功率可達(dá)數(shù)千瓦。如此大功率的短脈沖電流作用于設(shè)備，足以熔化硅片上的微區(qū)域，電流集中使鋁連接局部區(qū)域球化，甚至燒毀PN結(jié)合金屬連接，形成破壞性的熱電擊穿，導(dǎo)致電路損壞失效。

三、靜電強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng)：

靜電荷在物體上的積累往往使物體對(duì)地面有高壓，并在附近形成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)。介質(zhì)穿透對(duì)電路的危害是由過(guò)電壓或強(qiáng)電場(chǎng)而不是造成的。

四、靜電放電的電磁脈沖效應(yīng)：

靜電放電過(guò)程是電位和電流隨時(shí)瞬時(shí)變化的電磁輻射過(guò)程。無(wú)論是放電能量小的電暈放電，還是放電能量大的火花放電，都能產(chǎn)生電磁輻射。這種靜電放電電磁脈沖場(chǎng)可以對(duì)各種電子設(shè)備和信息系統(tǒng)造成電磁干擾。對(duì)航空、航天、航海領(lǐng)域和各種現(xiàn)代電子設(shè)備造成危害。

傳播刷放電和火花放電是靜電能量相對(duì)較大的ESD過(guò)程，峰值電流可達(dá)數(shù)百安培，可形成電磁脈沖串，對(duì)微電子系統(tǒng)造成強(qiáng)電磁干擾和浪涌效應(yīng)，導(dǎo)致電路錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)或致命故障。即使采取完善的屏蔽措施，當(dāng)靜電火花放電發(fā)生在電路屏蔽盒上時(shí)，ESD的大電流脈沖仍會(huì)在儀器外殼上產(chǎn)生大壓降，這種瞬時(shí)電壓跳變會(huì)導(dǎo)致屏蔽內(nèi)部電路感應(yīng)電脈沖，導(dǎo)致電路故障。

五、靜電放電對(duì)人體的電擊效應(yīng)：

當(dāng)人體接近靜電絕緣導(dǎo)體，或靜電接近接地導(dǎo)體或機(jī)械設(shè)備等大金屬物體時(shí)，只要人體與其他導(dǎo)體之間的靜電場(chǎng)超過(guò)空氣擊穿場(chǎng)，就會(huì)形成靜電火花放電，瞬時(shí)大電流通過(guò)人體或人體的某一部分，使人體被靜電點(diǎn)擊。通常，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，靜電引起的電擊一般不會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。但可能會(huì)出現(xiàn)手指麻木或恐慌等。