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【靜電放電模擬器】靜電效應(yīng)及其作用規(guī)律
作者:  日期:2016-10-26  瀏覽次數(shù):2667次  來(lái)源:
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       一、靜電力學(xué)效應(yīng)
       【靜電放電模擬器】靜電帶電體周圍存在著靜電場(chǎng),由于在通常條件下,靜電場(chǎng)是非均勻的,在靜電場(chǎng)被極化的介質(zhì)微粒會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,受力的方向指向帶電體,也就是說(shuō),無(wú)論帶電體帶有何種極性的電荷,帶電體對(duì)于原來(lái)不帶電的塵埃顆粒都具有吸引力的作用。因此,懸浮在空氣中的塵埃容易被吸附在物體上造成污染。在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)車間,如果半導(dǎo)體芯片帶上靜電,塵埃會(huì)吸附在芯片上,使得集成電路特別是超大規(guī)模集成電路的成品率大大降低。
       在生產(chǎn)過(guò)程中,由于帶有同種電荷的排斥作用和異種電荷的吸引作用也會(huì)造成生產(chǎn)障害。如在紡織工業(yè)的抽絲過(guò)程中,由于靜電力的作用,會(huì)使絲飄動(dòng)、粘合糾結(jié),在織布過(guò)程中,由于橡膠輥軸與絲紗摩擦產(chǎn)生靜電,導(dǎo)致亂紗、掛條、纏花、斷頭等,降低了鎮(zhèn)齒梳理能力,影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在粉體加工行業(yè)由于靜電力作用,使篩孔變小或堵塞,氣力輸送管道不暢通,球磨機(jī)不能正常運(yùn)行;在印刷行業(yè)和塑料薄膜包裝生產(chǎn)中,由于靜電的吸引力或排斥力,影響正常的紙張分離、疊放、塑料膜不能正常包裝和印花,甚至出現(xiàn)“靜電墨斑”,使自動(dòng)化生產(chǎn)遇到困難。
       二、靜電放電的熱效應(yīng)
       靜電火花放電或刷形放電一般都是在ns或μs量級(jí)完成的。因此,通??梢詫㈧o電放電過(guò)程看作是一種絕熱過(guò)程??諝庵邪l(fā)生的靜電放電,可以在瞬間使空氣電離、擊穿、通過(guò)數(shù)安培的大電流,并伴隨著發(fā)光發(fā)熱過(guò)程形成局部的高溫?zé)嵩?。這種局部的熱源可以引起易燃易爆氣體燃燒、爆炸。靜電放電過(guò)程產(chǎn)生的瞬時(shí)大電流也可以使火炸藥、電雷管、電引信等各種電發(fā)火裝置意外發(fā)火,引起爆炸事故。
在微電子技術(shù)領(lǐng)域,靜電放電過(guò)程是靜電能量在十分之一微秒時(shí)間內(nèi)通過(guò)器件電阻釋放的,其平均功率可達(dá)幾千瓦。如此大功率的短脈沖電流作用于器件上,足以在絕熱情況下,使硅片         上微區(qū)熔化,電流集中使鋁互連局部區(qū)域發(fā)生球化,甚至燒毀PN結(jié)合金屬互連線,形成破壞性的“熱電擊穿”,導(dǎo)致電路損壞失效。
       三、靜電的強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng)
       靜電荷在物體上的累積往往使物體對(duì)地具有高電壓,在附近形成強(qiáng)電場(chǎng)。介質(zhì)擊穿對(duì)電路造成的危害是由于過(guò)電壓或強(qiáng)電場(chǎng)而不是功率造成的。
       四、靜電放電的電磁脈沖效應(yīng)
       靜電放電過(guò)程是電位、電流隨時(shí)瞬時(shí)變化的電磁輻射過(guò)程。無(wú)論是放電能量較小的電暈放電,還是放電能量比較大的火花式放電,都可以產(chǎn)生電磁輻射。這種靜電放電電磁脈沖場(chǎng)對(duì)各種電子裝備、信息化系統(tǒng)都可以造成電磁干擾。對(duì)航空、航天、航海領(lǐng)域和各種現(xiàn)代化電子裝備造成危害。
       傳播型刷形放電和火花放電都是靜電能量比較大的ESD過(guò)程,其峰值電流可達(dá)幾百安培,它可以形成電磁脈沖串,對(duì)微電子系統(tǒng)造成強(qiáng)電磁干擾及浪涌效應(yīng),引起電路錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)或致命失效。即使采取完善的屏蔽措施,當(dāng)電路屏蔽盒上發(fā)生靜電火花放電時(shí),ESD的大電流脈沖仍會(huì)在儀器外殼上產(chǎn)生大壓降,這種瞬時(shí)的電壓跳變,會(huì)使被屏蔽的內(nèi)部電路出現(xiàn)感應(yīng)電脈沖而引起電路故障。
       五、靜電放電對(duì)人體的電擊效應(yīng)

       當(dāng)人體接近帶有靜電的絕緣導(dǎo)體時(shí),或者帶有靜電的人體接近接地導(dǎo)體或機(jī)器設(shè)備等較大金屬物體時(shí),只要人體和其他導(dǎo)體間的靜電場(chǎng)超過(guò)空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí),都會(huì)形成靜電火花放電,有瞬時(shí)大電流通過(guò)人體或人體的某一部分,使人體受到靜電點(diǎn)擊。通常,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中,靜電引起的電擊一般尚不能導(dǎo)致人員傷亡。但是可能發(fā)生手指麻木或引起恐慌情緒等等。

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