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静电简易教材2005年6月 * * 第一节 静电的概念 静电是物体表面过剩或不足的静止电荷。静电是一种电能，它留存物体表面：静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；静电是通过电子或离子转移而形成的。 工业上存在的静电现象是极其广泛的，在电子、石油、塑料、合成纤维、化工、医疗等行为中频繁出现，并为人类所利用。但是，人们往往忽视静电现象的危害方面，只是在工业生产活动中，特别是电子产品生产过程中，由于静电放电引起了机器故障错误运作，人们才把它们当作静电危害来处理。 静电现象是电荷的产生和消失过程中产生的电现象的总称。静电具有以下特点： 1、当材料的体积电阻率超过去1×1010Ω.m时，材料耗散静电能力明显减弱。 2、静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点，远比高用低压电220V、380V高得多。 3、较之流电受环境条件，特别是湿度的影响较大；静电测量时复现性差，瞬间现象多。 静电产生的物理过程 静电产生方式很多，有接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等。 但其基本过程可归纳为：接触→电荷转移→偶电层的形成→ 电荷分离 静电产生的物理效应 静电荷产生的静电场有以下几种物理效应： 1、 静电荷产生的力学效应 2、放电效应 3、放电感应效应 静电对半导体元器件的不良影响 1、 电子工业静电的危害形式 在电子工业领域，静电的危害形式可大体归纳为以下几个方面： ㈠、　静电吸附 为防止静电吸附，制造半导体时必须在洁净室内进行。例如在VLSI（超大规模集成电路）的制造工程中，必须使用超洁净室，把空气尘埃粒子的大小控制在最小线幅的千分之一以内，这就需要除尘效率极高的过滤器。同时，洁净室的墙壁、天花和地板等均应采用防静电的不发尘材料；对操作人员及工件、器具也应采取一系列静电防护措施。 （二）、静电引起的器件击穿 由ESD引起的元器件的击穿损害是电子工业，特别是电子产品制造业中最普遍、最严重的静电危害，电子产品的生产中，从元器件的预处理、插装、焊接、清洗、单板测试、总装、调试，直到包装，贮存、发送等工序，由于接触—分离、摩擦、感应等作用，都会使操作人员、工具、工作台面、元器件、元器件包装容器等产生静电，同时可随时对器件造成ESD损害。 ESD对元器件的损害后果导致其硬击穿。所谓硬击穿是一次性造成芯片介质击穿、烧毁等永久失效；软击穿则是造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患在使用时，由于器件参数变化很可能使整机运行不正常，或运行一段时间后不能工作。因此软击穿比硬击穿带来危害更大。 （三）、静电感应 （四）、静电放电时产生的电磁脉冲 电子生产间环境中的典型静电源 人体静电 在工业生产中，作为操作者的人体是最主要的静电发生源之一，人体静电导致无器件击穿损坏和对电子设备运行产生干扰的主要原因。 人体静电主要是人的行动、包括人体与衣服、鞋袜等其他物体摩擦、接触、分离、静电感应或直接接触静电体而产生。 1、步行起电 在绝缘地面如橡胶、木板、毛毯等地面上，腿的来回移动和抬起及衣服与人体的摩擦都可以产生静电。起电大小与步行方式、快慢鞋底类型和地面电阻有关。 2、 摩擦起电 行动时，衣物间摩擦或者脱衣服、袜子、帽子等的剥离动作引起静电产生。 3、电感应起电 出现电量相等，符号相反的感应电荷。 影响人体带电因素很多，但主要有： 人体对地电阻 在一般情况下，人体起电电流和人活动的剧烈程度或者衣物间的相互摩擦密切相关，而具有随机和不可控制性。人体对地电阻主要是由鞋、袜和地面的电阻组成。 人体对地电阻通常通过测量可以确定并能人为控制。要想使人体静电电位值降低，主要是通过降低人体对地电阻来实现。 总结： 静电损伤是一种偶然事件，一般讲是与时间无关的， 由于ESD看不见，感觉不到，器件不知不觉就失效了，所以ESD损伤不易被发现，很容易被人们忽视。所以，我们要以预防为主，穿戴好防静电衣、帽、鞋并正确配带防静电手环。 *