静电放电的后果及损坏类型，常见的ESD敏感元件有哪些

当任何带电体试图变为电中性时，就会发生静电放电（ESD），对ESD电压敏感的电子零件称为静电敏感器件。在ESD期间，存储在身体中的静电荷会通过直接的物理接触、感应或电弧迅速转移到具有不同电位的另一个身体中，ESD产生的电压会损坏电子元件。

一、什么是静电放电？

静电放电是在接触的物体之间无意间产生的电荷流动。它是自发的，也可能是非接触通过电弧和耦合引起的。ESD的特点是电压，它表示电荷转移的物体之间的电位差。电压可以从几伏到千伏。当放电电压约为3000V或更高时，人就会感应到静电放电，比如冬天摸门把手。然而，低值的ESD（例如100V或更低）足以在电子行业中引发严重后果。

二、静电放电的后果

在电子行业，ESD是一项代价高昂的事件。在制造过程中意外发生ESD会降低质量和可靠性，甚至导致完全故障。

在某些情况下，ESD问题会被忽视，遭受ESD问题的产品可能会投放市场。随着时间的推移，电路板或电子产品中受ESD影响的组件开始出现问题，最终可能出现电路功能障碍。这些类型的ESD问题在医疗和军事行业的关键应用中尤为重要。下面，让我们来看看损坏ESD敏感元件的几种故障类型。

三、静电放电的损坏类型

ESD敏感组件在受到ESD时容易受到以下损坏或故障：

（1）参数失效：当ESD能够改变组件的一个或多个参数时，这种影响称为参数失效。这种类型的ESD损坏不会使组件失效，但会导致规格书中给出的值发生变化。

（2）灾难性损坏：这种类型的ESD事件会完全损坏电子元件。多次ESD事件后可能会发生灾难性损坏。静电场的存在是灾难性ESD损坏的主要原因之一。

（3）潜在损坏：在潜在损坏的情况下，ESD事件不会被注意到，并且设备会继续正常运行，但会受到中度损坏。潜在损坏会缩短电子元件的负载寿命，对受ESD影响的元件施加操作应力最终会导致性能退化和器件故障。这种类型的ESD损坏在重新测量和目视检查中无法检测到。

每个组件的ESD敏感度和后续损坏程度都不同。ESD损坏取决于ESD元件的耐压能力和散热能力。下面，我们来看看一些常见的ESD敏感元件。

四、常见的ESD敏感元件

（1）电阻器：薄膜和厚膜电阻器对ESD很敏感。ESD导致薄膜电阻器中的薄膜破裂并导致容差值发生变化。在厚膜电阻器中，经受ESD会降低电阻值。有时，ESD被用作厚膜电阻器的修整方法，以防止电阻值过冲。基于箔的电阻器相对不受ESD影响。

（2）电容器：电解电容器和陶瓷电容器的ESD敏感性随着施加的电压而增加。相比之下，半导体电容器和低压电容器属于低ESD灵敏度范围，因为它们即使在低电压下也会损坏。

（3）MOSFET：MOSFET易受ESD影响。它们的ESD敏感性表现为绝缘击穿、热过应力、金属化故障或MOSFET中的材料迁移。ESD能够在正向和反向偏置条件下在PN结中产生故障模式。

（4）集成电路：ESD会导致IC出现故障，例如接触损坏、烧毁、接口损坏或破裂。IC中的ESD电流会在芯片中形成孔洞。ESD会使IC中的热量产生超过温度限制，并对附近的所有组件和系统造成热损坏。

（5）LED：LED对ESD极为敏感，其影响范围从预期寿命缩短到灾难性损坏。大多数LED都配备了ESD抑制器，以保护LED芯片免受ESD影响。在没有内置ESD抑制器的小型LED的情况下，外部ESD抑制器被放置在非常靠近的位置，作为一种ESD预防方法。

对ESD敏感元件实施适当的ESD缓解方法以提高关键电子电路的可靠性和精度非常重要。正确遵循ESD预防措施和处理程序以及缓解方法，可以降低电子电路中ESD的风险。