【靜電放電模擬器】靜電效應及其作用規律

一、靜電力學(xué)效應：

[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。在半導體設備生產(chǎn)車(chē)間，如果半導體芯片帶有靜電，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，球磨機不能正常運行；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，甚至出現靜電墨點(diǎn)，使自動(dòng)化生產(chǎn)困難。

二、靜電放電的熱效應：

靜電火花放電或刷形放電一般在ns或μs級完成。因此，靜電放電過(guò)程通?？梢钥醋魇且粋€(gè)絕熱過(guò)程?？諝庵械撵o電放電可以使空氣瞬間電離和突破，通過(guò)數安培的大電流形成局部高溫熱源，并伴隨著(zhù)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 )導致火-藥、電-雷-管、電引信等電火裝置意外發(fā)生火災，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)設備電阻在十分之一微秒內釋放靜電能量，平均功率可達數千瓦。如此大功率的短脈沖電流作用于設備，足以熔化硅片上的微區域，電流集中使鋁連接局部區域球化，甚至燒毀PN結合金屬連接，形成破壞性的熱電擊穿，導致電路損壞失效。

三、靜電強電場(chǎng)效應：

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

四、靜電放電的電磁脈沖效應：

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)可以對各種電子設備和信息系統造成電磁干擾。對航空、航天、航海領(lǐng)域和各種現代電子設備造成危害。

傳播刷放電和火花放電是靜電能量相對較大的ESD過(guò)程，峰值電流可達數百安培，可形成電磁脈沖串，對微電子系統造成強電磁干擾和浪涌效應，導致電路錯誤翻轉或致命故障。即使采取完善的屏蔽措施，當靜電火花放電發(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 )導致屏蔽內部電路感應電脈沖，導致電路故障。

五、靜電放電對人體的電擊效應：

當人體接近靜電絕緣導體，或靜電接近接地導體或機械設備等大金屬物體時(shí)，只要人體與其他導體之間的靜電場(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 )導致人員傷亡。但可能會(huì )出現手指麻木或恐慌等。