什么是ESD？

只看该作者 · 2024-8-27 20:42

ESD可以定义为从已经带有静电（固定电荷）的物体上释放电荷的过程。这种静电电荷可以由于电子的不足或过剩而形成，电荷通常在两种情况下保持稳定：

导电性但电气绝缘的物体：例如带有塑料手柄的金属螺丝刀，当电荷“困”在这些物体上时，它们无法自由移动。
绝缘表面：如塑料表面，电荷在这些表面上不能流动，因此会稳定地存在。
然而，当带有高电荷的电气绝缘导体（如螺丝刀）靠近带有相反电势的集成电路（IC）时，电荷可能“跨接”，引发ESD。这种放电以极高的速度发生，通常会产生足够的热量来熔化半导体芯片的内部电路，导致不可逆转的损坏。通过电子显微镜观察，这种损坏可能表现为芯片内部类似于“弹孔”的微小破损。

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ESD的危害
ESD带来的危害往往无法立即被发现。约有90%的ESD损坏仅导致元件部分性能下降，而不是完全失效，这意味着这些元件可能会通过最终测试，并在交付给客户后出现早期的现场故障。这种现象不仅损害了制造商的声誉，还可能导致巨大的经济损失。

控制ESD的主要挑战在于其不可见性。虽然2000伏的电荷累积可以产生可听见的“嘀哒”声，3000伏可以感觉到轻微的电击，而5000伏则可以看到火花，但许多现代电子元件却对更低的电压极为敏感。例如，CMOS（互补金属氧化物半导体）和EPROM（电气可编程只读存储器）分别只需250伏和100伏的电势差就可能被损坏，甚至某些现代元件，如奔腾处理器，只需5伏就可能被毁坏。

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ESD的常见来源
ESD的来源非常广泛，日常活动如走过乙烯基地板、操作泡沫盒或泡泡袋中的PCB等，都可能引发静电累积。举例来说：

在乙烯基地板上行走可能会导致鞋子和地板表面之间的摩擦，累积电荷可能达到3到2000伏，取决于空气湿度。
在工作台上的自然移动可能产生400到6000伏的电荷。
如果工人处理过绝缘材料，身体表面的净电荷可能累积至26000伏。