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【靜電放電模擬器】靜電效應(yīng)及其作用規(guī)律

更新時間:2023-04-20      點擊次數(shù):1698

一、靜電力學(xué)效應(yīng):

[靜電放電模擬器]靜電帶電體周圍有靜電場。由于靜電場在正常情況下不均勻,靜電場極化的介質(zhì)顆粒會受到電場力的影響,受力方向指向帶電體。也就是說,無論帶電體有什么極性電荷,帶電體都會吸引原來沒有帶電的灰塵顆粒。因此,懸浮在空氣中的灰塵容易被物體吸附,造成污染。在半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)車間,如果半導(dǎo)體芯片帶有靜電,灰塵會吸附在芯片上,大大降低了集成電路的成品率,尤其是超大型集成電路。

在生產(chǎn)過程中,由于同一電荷的排斥作用和不同電荷的吸引作用,也會造成生產(chǎn)損害。例如,在紡織工業(yè)中,由于靜電程中,由于靜電的作用,絲綢會漂浮,粘合糾纏,在織造過程中,由于橡膠輥軸與絲紗摩擦產(chǎn)生靜電,導(dǎo)致紗布、掛條、花、斷頭等,降低了齒梳理能力,影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在粉末加工行業(yè),由于靜電作用,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,影響紙張的正常分離和堆放,塑料薄膜不能正常包裝和印刷,甚至出現(xiàn)靜電墨點,使自動化生產(chǎn)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在ns或μs級完成。因此,靜電放電過程通常可以看作是一個絕熱過程。空氣中的靜電放電可以使空氣瞬間電離和突破,通過數(shù)安培的大電流形成局部高溫熱源,并伴隨著發(fā)光和加熱過程。這種局部熱源會引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。靜電放電過程中產(chǎn)生的瞬時大電流也會導(dǎo)致火-藥、電-雷-管、電引信等電火裝置意外發(fā)生火災(zāi),造成爆炸事故。

在微電子技術(shù)領(lǐng)域,靜電放電過程通過設(shè)備電阻在十分之一微秒內(nèi)釋放靜電能量,平均功率可達數(shù)千瓦。如此大功率的短脈沖電流作用于設(shè)備,足以熔化硅片上的微區(qū)域,電流集中使鋁連接局部區(qū)域球化,甚至燒毀PN結(jié)合金屬連接,形成破壞性的熱電擊穿,導(dǎo)致電路損壞失效。

三、靜電強電場效應(yīng):

靜電荷在物體上的積累往往使物體對地面有高壓,并在附近形成一個強電場。介質(zhì)穿透對電路的危害是由過電壓或強電場而不是造成的。

四、靜電放電的電磁脈沖效應(yīng):

靜電放電過程是電位和電流隨時瞬時變化的電磁輻射過程。無論是放電能量小的電暈放電,還是放電能量大的火花放電,都能產(chǎn)生電磁輻射。這種靜電放電電磁脈沖場可以對各種電子設(shè)備和信息系統(tǒng)造成電磁干擾。對航空、航天、航海領(lǐng)域和各種現(xiàn)代電子設(shè)備造成危害。

傳播刷放電和火花放電是靜電能量相對較大的ESD過程,峰值電流可達數(shù)百安培,可形成電磁脈沖串,對微電子系統(tǒng)造成強電磁干擾和浪涌效應(yīng),導(dǎo)致電路錯誤翻轉(zhuǎn)或致命故障。即使采取完善的屏蔽措施,當靜電火花放電發(fā)生在電路屏蔽盒上時,ESD的大電流脈沖仍會在儀器外殼上產(chǎn)生大壓降,這種瞬時電壓跳變會導(dǎo)致屏蔽內(nèi)部電路感應(yīng)電脈沖,導(dǎo)致電路故障。

五、靜電放電對人體的電擊效應(yīng):

當人體接近靜電絕緣導(dǎo)體,或靜電接近接地導(dǎo)體或機械設(shè)備等大金屬物體時,只要人體與其他導(dǎo)體之間的靜電場超過空氣擊穿場,就會形成靜電火花放電,瞬時大電流通過人體或人體的某一部分,使人體被靜電點擊。通常,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中,靜電引起的電擊一般不會導(dǎo)致人員傷亡。但可能會出現(xiàn)手指麻木或恐慌等。



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