一、靜電力學(xué)效應
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靜電放電模擬器】靜電帶電體周?chē)嬖谥?zhù)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。在半導體器件生產(chǎn)車(chē)間,如果半導體芯片帶上靜電,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,在織布過(guò)程中,由于橡膠輥軸與絲紗摩擦產(chǎn)生靜電,導致亂紗、掛條、纏花、斷頭等,降低了鎮齒梳理能力,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,球磨機不能正常運行;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“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
靜電火花放電或刷形放電一般都是在ns或μs量級完成的。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)數安培的大電流,并伴隨著(zhù)發(fā)光發(fā)熱過(guò)程形成局部的高溫熱源。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)間內通過(guò)器件電阻釋放的,其平均功率可達幾千瓦。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
上微區熔化,電流集中使鋁互連局部區域發(fā)生球化,甚至燒毀PN結合金屬互連線(xiàn),形成破壞性的“熱電擊穿”,導致電路損壞失效。
三、靜電的強電場(chǎng)效應
靜電荷在物體上的累積往往使物體對地具有高電壓,在附近形成強電場(chǎng)。介質(zhì)擊穿對電路造成的危害是由于過(guò)電壓或強電場(chǎng)而不是功率造成的。
四、靜電放電的電磁脈沖效應
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)對各種電子裝備、信息化系統都可以造成電磁干擾。對航空、航天、航海領(lǐng)域和各種現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,其峰值電流可達幾百安培,它可以形成電磁脈沖串,對微電子系統造成強電磁干擾及浪涌效應,引起電路錯誤翻轉或致命失效。即使采取完善的屏蔽措施,當電路屏蔽盒上發(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 )使被屏蔽的內部電路出現感應電脈沖而引起電路故障。
五、靜電放電對人體的電擊效應
當人體接近帶有靜電的絕緣導體時(shí),或者帶有靜電的人體接近接地導體或機器設備等較大金屬物體時(shí),只要人體和其他導體間的靜電場(chǎng)超過(guò)空氣的擊穿場(chǎng)強時(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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