科學認識電子裝備的靜電防護

　　一、靜電對電子裝備形成的危害

　　靜電危害可分為兩類：一是由靜電引力引起的浮游塵埃的吸附；二是由靜電放電引起的介質擊穿。

　　1. 靜電吸附

　　在半導體元器件的生產制造過程中,由于大量使用了石英及高分子物質制成的器具和材料，其絕緣度很高，在使用過程中一些不可避免的摩擦可造成其表面電荷不斷積聚, 且電位愈來愈高。由于靜電的力學效應，在這種情況下,很容易使工作場所的浮游塵埃吸附于芯片表面，而很小的塵埃吸附都有可能影響半導體器件的良好性能。

　　2.靜電放電與介質擊穿

　　靜電放電的起放電源是空間電荷，因而它所儲存的能量是有限的，故它僅能提供短暫發生的局部擊穿能量。雖然靜電放電的能量較小, 但其放電波形很復雜，控制起來也比較麻煩。半導體器件的軟擊穿就與它有關。

　　由靜電引起元器件的擊穿是電子裝備中靜電危害的主要方式，是電子裝備制造中*普遍、*嚴重的危害。

　　靜電放電可能造成器件硬擊穿或軟擊穿。硬擊穿是一次性造成器件的長久性失效，如器件的輸出與輸入開路或短路。軟擊穿則可使器件的性能劣化，并使其指標參數降低而造成故障隱患。由于軟擊穿可使電路時好時壞（指標參數降低所致），且不易被發現，給整機運行和查找故障造成很**煩。軟擊穿時裝備仍能帶"病"工作，性能未發生根本變化，很可能通過出廠檢驗，但隨時可能造成再次失效。多次軟擊穿就能造成硬擊穿，使電子裝備運行不正常。

　　人體自身也會產生靜電，人體靜電放電既可能造**體遭電擊而降低工作效率，又可能引發二次事故（即器件損壞），因此，應引起足夠重視。

　　在**訓練中，人體形成靜電的原因是人體把所消耗的機械能在活動中轉換為電能。人體是一個靜電導體，當與大地絕緣時（如穿的鞋底為絕緣物質），人體與大地就形成一個電容，使電荷儲存起來，其充電電壓一般 ≤50kV。當電荷儲積到一定程度時，一旦條件成熟會放電形成火花，瞬時放電電壓可達數千千伏，放電功率可達幾千千瓦。

　　人體帶電放電時，人體會有不同程度的反映，這種反映稱為電擊感度。當人體受到靜電電擊時，雖不會發生重大生理障礙，但可能影響人的工作效率，或造成精神緊張和二次破壞等。

　　二、應該引起注意的電子裝備防靜電

　　由于電子裝備的迅速發展，體積小、集成度高的器件得到大規模生產，從而導致導線間距越來越小，絕緣膜越來越薄，致使耐擊穿電壓也愈來愈低。而電子裝備在生產、運輸、儲存和轉運等過程中所產生的靜電電壓卻遠遠超過其擊穿電壓閾值，這就可能造成器件的擊穿或失效，影響裝備的技術指標，降低其可靠性。

　　防止靜電主要是抑制靜電的產生，加速靜電的泄漏，進行靜電中和等。人穿非導電鞋時，由于行走等活動會產生、積蓄電荷，并可達到千伏級的電位。兩個不同的物體相互接觸時，在其界面上產生電荷移動，正、負電荷相對排列形成雙電層。若將物體分離，會在兩個物體上各自產生極性不同的等量電荷。防止這種靜電的原則是：對產生靜電的主要因素（物體的特性、表面狀態、帶電歷史、接觸面積和壓力、分離速度等）盡量予以排除；使相互接觸的物體在帶電序列中所處的位置盡量接近；使物體間的接觸面積和壓力要小，溫度要低，接觸次數要少，分離速度要小，接觸狀態不要急劇變化等。粉體、液體、氣體在運輸過程中由于摩擦會產生靜電，因此，要采取限制流速、減少管道的彎曲，增大直徑、避免振動等措施。

　　靜電防護除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率，選用適當材料及形狀，增大電導率等抑制措施外，還可采取下列措施：①接地。②搭接（或跨接）。③屏蔽。④對幾乎不能泄漏靜電的絕緣體用抗靜電劑以增大電導率，使靜電易于泄漏。⑤采用噴霧、灑水等方法提高環境濕度，抑制靜電的產生。⑥使用靜電消除器，進行靜電中和。

　　三、電子裝備生產過程中消除靜電的途徑

　　防靜電主要是防止靜電放電。控制靜電放電要從控制靜電的產生和控制靜電的消除兩方面入手。控制靜電的產生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇；控制靜電的消除主要是加速靜電的泄露和中和。這兩點共同作用才能使靜電電壓不超過**閾值，以達到靜電防護的目的。

　　靜電能對靜電敏感器件造成危害，但它是可控的，可消除的。

　　1.靜電的消除：

　　① 對有可能產生靜電的地方要防止靜電荷的聚集。即采取一定的措施避免或減少靜電放電的產生。可采用邊產生邊泄露的辦法達到消除電荷聚集的目的。

　　②對已存在的電荷積聚，應迅速地消除掉。當絕緣物體帶電時，電荷不能流動，無法進行泄漏，可利用靜電消除器產生異性離子來中和靜電荷。當帶電的物體是導體時，則采用簡單的接地泄露辦法，使其所帶電荷完全消除。要構成一個完整的靜電**工作區，至少應包括有效的靜電臺墊、專用地線和防靜電腕帶等。

　　2.靜電的控制：靜電的控制技術是在靜電電荷積聚不可避免的情況下，采取綜合措施將靜電危害控制在允許的范圍內。

　　①工藝控制法　目的是在生產過程中盡量少地產生靜電荷。對工藝流程中材料的選擇、裝備安裝和操作管理等過程應采取預防措施，控制靜電的產生和電荷的聚集，抑制靜電電位和放電能量，使危害降到*小程度。

　　② 泄露法　目的是使靜電荷通過泄露達到消除。一般采用靜電接地使電荷向大地泄露，通常利用增大物體電導的方法使靜電泄露。

　　③靜電屏蔽法　采用接地的屏蔽罩把帶電體與其它物體隔離開，這樣帶電體的電場將不影響周圍其它物體，這種屏蔽方法叫內場屏蔽。有時也用接地的屏蔽罩把被隔離物體包圍起來使被隔離物免受外界電場的影響，這種屏蔽方法叫外場屏蔽。

　　④復合中和法及其它　通過復合中和法來達到靜電荷的消除。通常用靜電消除器產生的異性離子來中和帶電體的電荷，并有可能使帶電物體表面光滑以及周圍環境更加清潔，從而減少**放電的可能性。