电子设备的静电危害和防护

编号：AQ-JS-03459

( 安全技术)

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电子设备的静电危害和防护Electrostatic hazard and protection of electronic equipment

电子设备的静电危害和防护

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科

学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

一、引言

众所周知，物体内部是带有电荷的，而由于在一般情况下，正负电荷数量相等，对外人们觉察不到也不显示出带电的现象。我们可以用两种不同属性的物体相互接触或摩擦，其中一种物体带负电电荷的电子就会进入另一种物体内，这样静电就会产生了。产生静电的原因主要有摩擦、压电效应、感应起电、吸附带电等。根据电荷守恒定律，电荷既不能创生，也不能被消灭，只能是电荷的载体（电子、离子等）从一个物体移动到另一个物体，或者从一个物体的某一个部分移动到另一部分。物体带电以后，所带的电荷将通过放电的各种途径不断消散。电荷的积聚和电荷消散是同时的，当物体上电荷的积聚和电荷的消散达到动态平衡时，物体上就出现稳定的带电现象，称物体带有静电。在我们日常生活中，最为常见的如穿衣、脱衣（特别是化纤、羊毛制品）甚至空气流动都会产生静电。

而静电的电压（强度）是由于物体的材料属性、摩擦和相对运动能的速度、与外界环境温度、湿度、甚至压力都有密切的关系。而在电子设备的使用过程中，由于设备本身电子产品集成化程度就很高，大规模的集成电路的应用随着外界条件的影响很难承受静电放电时候的危害，造成主要电子设备敏感元件的损伤，甚至造成严重的安全事故。本文就其危害性极其防护措施作如下分析。

二、静电对电子设备的危害

随着电子信息技术的迅速发展，众多的电子设备中采用大规模的集成电路甚至超强规模的集成电路。各类整机和电子装备内部包含着大量的微功耗、低电平、高集成度、高电磁灵敏度的电路和元器件。这种器件被称之为静电敏感（ESDS）器件。它具有线间距短、线细、集成度高的特点。这类器件对静电越来越敏感，一旦积聚有静电荷的静电场可以使介质极化，在库仑力的作用下，悬浮在空气中的尘埃被吸附在物体上污染环境，也会影响产品质量。有些在半导体器件尘埃吸附在芯片上，集成电路（IC）特别是超大规模集成电路（VLSI）的成品率会大大下降；另一方面，在大规模的电子设备

厂房和生产车间，在没有任何静电防护措施的情况下，人在行走或搬动物体产生的静电（不采取）超过几千伏，甚至几万伏。对这些器件放电，或强电强感应，严重的使器件失效，轻则使器件受到损伤，或氧化膜中或铝连线造成缺陷。常常导致电子设备潜在的危害，使设备或电路的可靠性降低，直接影响产品质量的可靠性。其主要危害概括起来，有以下几点：

（一）静电放电时产生的热效应可以作为点火源，引爆源，如石化业储槽因静电放电引燃易燃性储存物质造成储槽大火；小则是电子设备各类微型电子元件，敏感电路过热，造成电路损伤，电路性能变坏失灵如：IC芯片遭受静电放电而引起产品的损害无法正常工作，亦或芯片上累积静电造成尘粒的吸附导致质量破坏。

（二）静电放电引起的射频干扰，对信息化电子设备造成电噪声、电磁干扰，使其产生误动作或功能失效。强电磁脉冲及其浪涌效应对电子设备可以造成硬损伤或软损伤，既可以造成器件或电路的性能参数劣化或完全失效，也可以形成累积效应，埋下潜在的危害，使电路或设备的可靠性降低。射源所产生离子电流量虽然很低，

不易因放电引燃易燃性环境，但静电中和效果低，且使用时须注意辐射物对电子设备人员使用者的安全。

（三）静电危害源形成的强电场不仅可以电子设备效应器件的栅氧化层击穿或金属化线间介质击穿，造成电路失效，而且对许多测试仪器和敏感器件的工作可靠性造成影响，静电释放出的磁效应，引起的强电流可产生强磁场，干扰电子设备的正常工作。直接影响信息化设备的正常使用。

三、电子设备静电防护基本措施

静电是无处不有，无时不在，在我们使用各类电子设备的时候，静电时时刻刻存在我们生活和工作的一切周围。在静电防护过程中，将静电完全消除是困难的，但是我们可以采取措施，将静电的产生与积聚控制在最少的限度内，确保静电不对电子器件和设备带来危害。具体防护措施有以下几种：

（一）在使用电子设备过程中静电危害防制方法中，接地是最有效且经济的方法。在工业生产过程中，因为摩擦等所能产生的最大静电电流为10-4A，若是人为的操作(最大速度约为1m/s)所所产