淺析靜電對電子元件的危害與保護

陳羿錦 湖南省湘潭縣第一中學

淺析靜電對電子元件的危害與保護

陳羿錦 湖南省湘潭縣第一中學

靜電是自然界中廣泛存在的現(xiàn)象，在工業(yè)生產(chǎn)、自然界、日常生活中都非常常見，在早期，靜電現(xiàn)象并沒有引起人們的關(guān)注，在科技水平的發(fā)展下，靜電對于電氣元件造成的危害開始引起了學界的關(guān)注。本文就靜電對電子元件的危害與保護措施展開分析。

靜電 電子元件 危害 保護

隨著時代的進步，社會進入了電子時代，電子產(chǎn)品的發(fā)展呈現(xiàn)小型化、集成化、多元化趨勢。所謂靜電就是靜止的電荷，靜電的自放電過程即ESD對電子元件的影響與危害是不容小覷的。許多時候如果我們忽略了這個小小的隱患，就會對電子元件造成了不可修復的損害。

所以，本文將詳細針對靜電有可能產(chǎn)生的危害及對預防靜電進行了詳細的說明。

1 靜電的概念與危害

靜電是由于兩種節(jié)電常數(shù)不同的物質(zhì)在接觸、分離、摩擦過程中產(chǎn)生的帶點粒子轉(zhuǎn)移、遷移、擴散問題，從而導致物體電荷聚集，引起放電問題。以常見固體之間的靜電為例，在物體的接觸和分離到達一定條件之后，電荷就會發(fā)生轉(zhuǎn)移，兩個物體上，會帶上不同的電荷，繼而引發(fā)靜電問題。在固體之間，靜電產(chǎn)生的主要方式就是摩擦起電，除此之外，還有電壓起電、點解起電、剝離起電、熱電起電、吸附起電、感應(yīng)起電等多種類型。靜電是一種常見的自然現(xiàn)象，它廣泛存在于自然界、工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中．早年，靜電并沒有引起人們的注意，隨著高科技的發(fā)展，靜電在一些行業(yè)和日常生活中帶來了極大的危害與不便，這才引起了人們的關(guān)注．但靜電也并非一無是處，它也有可愛和可用之處．

那些小型化，集成化，多元化，智能化的電子產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)又被稱為靜電敏感器件(static，sensitive device簡稱SSD)，它們極容易受到靜電的破壞，特別是IC，根據(jù)其種類不同受靜電破壞的程度也不一樣，弱至100v的靜電也會造成破壞。

靜電是有原子增加或者減少電子而產(chǎn)生的。在正常狀況下，一個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是一旦受外力作用電子就會發(fā)生轉(zhuǎn)移。有的會增加電子帶負電，有的減少電子帶正電。這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學能等)在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電。

雖然靜電極為容易產(chǎn)生，但是其帶來的危害不高。重要的危害來自靜電放電過程(ESD)。而且ESD對集成化電子元件影響尤為重大，不論哪種高密度集成電子元件都會因為ESD而失效，從而影響整個產(chǎn)品的壽命和價值。

靜電具有電壓高，泄露慢的特點。同時這兩個特點也是ESD危害高的主要原因。輕者，機器物品損壞。嚴重的甚至能危及使用者的生命。靜電釋放(ESD)是指帶有靜電的不同物體在接觸、分離或者靜電感應(yīng)而引起的物體靜電荷的轉(zhuǎn)移。當能量到達一定程度時會沖破其產(chǎn)生的基礎(chǔ)，同時造成巨大影響。

ESD產(chǎn)生的影響分為3種

（1）操作ESD故障

操作電腦的人帶有靜電，當他接觸電腦的外表如鍵盤、鼠標、復位鈕時，則有可能由于ESD造成如下電腦故障：電腦重啟動、暫停、死機等異常情況，輕則需要復位或重裝某軟件，重則需要更換硬件。

（2）維護ESD故障

操作電腦的人帶有靜電，而他又觸及到機箱內(nèi)部的金屬導電部分，例如用手摸內(nèi)部的板、卡，會造成上述故障。

（3）檢修ESD故障

操作電腦的人帶有靜電，而他又觸及電腦的CPU、板卡等發(fā)生的ESD會造成零部件的損壞。ESD過程很容易造成危害，不過我們也擁有很多的解決方法。

2 維護措施

為防范ESD過程的危害可以從電子元件的設(shè)計和生產(chǎn)兩方面來解決。

2.1 在設(shè)計時

在電子元件生產(chǎn)時應(yīng)在靜電通路上設(shè)置合理電阻，減小甚至阻斷靜電流動。此方法最徹底但是不是很適合當前社會小型化發(fā)展的需要；采用電阻、電容、二極管合成電路。但此電路設(shè)計成本太高，不適合廣泛推廣。

2.2 在生產(chǎn)時

使用防靜電板。使工作中產(chǎn)生的靜電能通過防靜電板傳入大地，使產(chǎn)品自身攜帶的靜電變小；使電氣設(shè)備，機器接地；工作人員穿戴防靜電服。防止靜電對自己的傷害同時也防止了自己攜帶的靜電產(chǎn)生轉(zhuǎn)移；增加濕度。濕度影響物體的導電率。通常情況下，濕度越大靜電導電速度越快。濕度到達70%左右可以迅速導電。減少危害。其中增加濕度的方法很多，最經(jīng)濟的理應(yīng)為超聲波加濕。

2.3 在包裝、運輸、儲存方面

在包裝方面－－采用放靜電材料作為包裝材料。在包裝時必須將產(chǎn)品放在接地板或接地貨架上。防止靜電產(chǎn)生；在運輸方面－－謹防物品掉落、脫離包裝。防止接觸外界靜電影響；在儲存方面－－①合理控制濕度，過低容易產(chǎn)生和積聚靜電。一般濕度控制于60%最為適宜。②在儲存時盡量使用原包裝，如果必須更換包裝一般使用絕緣包裝，切勿放入塑料袋、書桌、地面等地。③在庫房內(nèi)，應(yīng)在物品包裝外貼上防靜電標志，一般不和其他商品一起儲存，且需要專門人員看管與維護。

2.4 其他方面

加大宣傳力度，提高人們對ESD了解，增強人們的防范意識。做到自我防范靜電和自我保護。提高相關(guān)技術(shù)人員的素質(zhì)，合理妥善維修機器。

3 結(jié)束語

當小型化，集成化的電子元件為我們的社會帶來巨大利益的同時也為我們的生產(chǎn)生活帶來了巨大的影響。小型化電子產(chǎn)品是當今市場的需求，但是資源不再生的特點，要求產(chǎn)品的使用周期越來越長。當ESD帶來的危害逐步變大時，我們應(yīng)該想盡辦法讓它變小。設(shè)計與生產(chǎn)過程是基礎(chǔ)，自身素質(zhì)和意識的提高才是根本。希望大家盡量提高自身的知識一起解決這個矛盾的問題！

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