静电的基础知识

静电多由绝缘体物体间互相磨擦或干燥空气与绝缘
物磨擦产生.当它能量积累到一定程度,防碍它中和的绝缘
体再也阻挡不住时,即发生剧烈放电,即静电放电(ESD),这
时的最高电压可达几千乃至几万伏.势必对静电敏感组件
造成损害
生活,生产中静电可谓无处不在,无时不在,从举手投足
间服装的磨擦,到干燥空气的流动,都是静电产生的原因. 如
果条件适宜,瞬间即可实现.这些都对CMOS等静电敏感电
路造成极大威胁,更不用说设备漏电造成的危害了,因此电
子行业尽一切努力进行静电防护.
静电放电和电气过载
设备漏电,尤其是不会对人造成触电伤害的微小漏电并不属于静电.
虽然大多数情况下人们几乎感觉不到,但由于其普遍性(任何电器设备多
少总有些漏电)和高内阻的特点,产生最高近似于电源电压(100~400V),时
间很短的尖峰电脉冲,仍足以对静电敏感器件造成电气过载(EOS)损害.所
以也是静电防护体系中极为重要的一个方面.
静电放电(ESD)及电气过载(EOS)对电子元器件造成损害的主要机理
有:热二次击穿;金属镀层熔融;介质击穿;气弧放电;表面击穿;体击穿等.
• ESD/EOS的特殊性：一是静电的产生和积累要一定的条件和过程，
所以未加保护也不见得件件产品都会受到ESD/EOS伤害，有一定的"偶
然性；二是由于多数情况下ESD/EOS能量都较小，所以受到ESD/EOS伤
害的也并不表现为立即报废，有些仅表现为漏电增加，工作不稳定，甚
至在出厂测试中一时表现不明显，以后发现问题易归咎为材料不良或设
计不良而不自省，因此常使人们认识不到ESD/EOS的危害，抱有侥幸心
理
静电的危害
• 下图是由于静电保护措施不合适, 芯片内部被静电击穿的图样.
有数据统计40 - 50% 的客户返回的产品是由于静电问题造成的.
由于静电问题每年会造成数十亿美元的直接经济损失.
关于静电的相关标准
.国际电工委员会的IEC 61000-4-2
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement
techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic
EMC Publication
.我国国家标准GB/T 17626.2《电磁兼容试验和测试技术静电放电抗扰度试验》
IEC 61000-4-2和GB/T 17626.2规定要求的最高试验电压是接触放电8kV,空气放电15kV(
不包括开放等级的特殊电压,见下表)