标题:
静电对电子装备形成的危害
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作者:
静电小强
时间:
2012-10-11 12:42
标题:
静电对电子装备形成的危害
静电
是一种电能，它存在于物体表面，是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电现象是指电荷在产生与消失过程中所表现出的现象的总称，如摩擦起电就是一种静电现象。
一、静电对电子装备形成的危害
国防电子工业中静电障害可分为两类：一是由静电引力引起的浮游尘埃的吸附；二是由静电放电引起的介质击穿；
1． 静电吸附
在半导体元器件的生产制造过程中,由于大量使用了石英及高分子物质制成的器具和材料，其绝缘度很高，在使用过程中一些不可避免的摩擦可造成其表面电荷不断积聚, 且电位愈来愈高。由于静电的力学效应，在这种情况下,很容易使工作场所的浮游尘埃吸附于芯片表面，而很小的尘埃吸附都有可能影响半导体器件的良好性能。所以电子装备的生产必须在清洁环境中操作，并且操作人员、器具及环境必须采取一系列的防静电措施，以防止和降低静电危害的形成。
2．介质击穿的分类
由静电引起元器件的击穿是电子装备中静电危害的主要方式。在强电场中，随着电场强的增强，电荷不断积累，当达到一定程度时，电介质会失去极化特征而成为导体，最后产生介质的热损坏现象，这种现象称为电介质的击穿。介质击穿分热击穿、化学击穿和电击穿三种形式。
（1）热击穿介质工作时，当损耗产生的热量大于介质向周围散发的热量时，介质的温度迅速升高，导电随之增加，直至介质的热损坏。可见热击穿的核心问题是散热问题。所以热设计是武器设计的重要环节之一。
（2）化学击穿。在高压下，强电场会在介质表面或内部的缺陷小孔附近产生局部空气碰撞电离，引起介质电辉，生成化学物质--臭氧和二氧化碳，使绝缘性能降低，致使介质损坏。
（3）电击穿。电击穿是介质在强电场作用下, 被击发出自由电子而引起的。自由电子随电场强度的增加而急剧增加，从而破坏介质的绝缘性能。可见电击穿的本质是电荷积聚所致,
因而防止电荷积聚就可防止电击穿。一般把击穿的临界电压称为击穿电压, 临界场强称为击穿场强。例如: E空气 = 3 kV/m, MOS管结构的E栅氧化摸 = 1.0×106kV/m。
3．静电的击穿与放电
（1）静电放电
静电放电与外加稳定电源产生的放电虽然同为电荷积聚所致，但又有着明显的区别。首先，在静电放电的情况下，起放电电源是空间电荷，因而它所储存的能量是有限的，不像外加电源那样具有持续放电的能力，故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂，控制起来也比较麻烦。半导体器件的软击穿就与它有关。
（2）静电击穿 由静电击穿引起的元器件击穿损坏是电子国防工业中，特别是电子装备制造中最普遍、最严重的危害。
静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。硬击穿是一次性造成器件的永久性失效，如器件的输出与输入开路或短路。软击穿则可使器件的性能劣化，并使其指标参数降低而造成故障隐患。由于软击穿可使电路时好时坏（指标参数降低所致），且不易被发现，给整机运行和查找故障造成很大麻烦。软击穿时装备仍能带"病"工作，性能未发生根本变化，很可能通过出厂检验，但随时可能造成再次失效。多次软击穿就能造成硬击穿，使电子装备运行不正常，既给部队造成损失，也影响厂家声誉和装备的销售。
4．人体静电
在工业生产中，引起元器件损坏和对电子装备的正常运行产生干扰的一个主要原因是人体静电放电。人体静电放电既可能造成人体遭电击而降低工作效率，又可能引发二次事故（即器件损坏），因此人体静电应引起足够重视。人体形成静电的原因是人体在军事训练中，把人体所消耗的机械能在活动中转换为电能。人体是一个静电导体，当与大地绝缘时（如穿的鞋底为绝缘物质），人体与大地就形成一个电容，使电荷储存起来，其充电电压一般 ≤50kV。当电荷储积到一定程度时，一旦条件成熟会放电形成火花，瞬时放电电压可达数千千伏，放电功率可达几千千瓦。
（1）人体静电的起电方式
① 起步电流 ，②摩擦带电及其它带电。此外，当人体靠近带电物体时，也会感应出大小相等、符号相反的电荷以及带电颗粒的吸附，所有这些都是人体产生静电电荷的诱因，进而通过传导和静电感应,最终使人体呈带电状态。
（2）影响人体带电的因素
①起电电流。②人体对地电阻。人体电阻分两种：表面电阻和体积电阻。③人体电容。一般指人体对地的电容和人体对周围物体的电容。
（3） 人体放电电击感度
人体带电放电时，人体会有不同程度的反映，这种反映称为电击感度。当人体受到静电电击时，虽不会发生重大生理障碍，但可能影响人的工作效率，或造成精神紧张和二次破坏等。
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