MDD | 静电是如何损害电子元器件的

静电（Electrostatic Discharge，简称ESD）是指在两个物体之间或一个物体内部存在电荷不平衡，导致电荷通过空气或其他介质放电产生的瞬间电流。静电在人类日常生活中随处可见，但在电子元器件的制造、运输、存储和使用过程中，静电却可能成为一个严重的问题。因为电子元器件的微小尺寸和敏感性，即使是微弱的静电放电也可能导致元器件损坏、失效或寿命缩短。本文将深入探讨静电是如何损害电子元器件的，以及如何预防和控制静电。

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一、静电是如何损害电子元器件的

静电放电可能对电子元器件造成以下损害：

1、瞬间电压过高

静电放电瞬间产生的电压可以高达几千伏，这远远超出了电子元器件所能承受的电压范围。电压过高可能导致元器件的绝缘层击穿，甚至引起元器件内部结构的损坏。

2、瞬间电流过大

静电放电瞬间产生的电流可以达到几十安培，这比电子元器件的额定电流大得多。电流过大可能导致元器件的导线或连接器焊点融化，线路板软化、变形或烧坏。

3、电压偏移

静电放电可能造成元器件内部电势的瞬间偏移，这可能导致元器件的数字信号或模拟信号失真，或者导致元器件的输出电压偏移。唯样商城自建高效智能仓储，拥有自营库存超100,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选型替代等多元 化服务。

4、磁场干扰

静电放电会产生强烈的磁场，这可能对元器件的内部电路和磁性材料产生干扰，导致元器件失效或寿命缩短。

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二、如何预防和控制静电

为了预防和控制静电对电子元器件的损害，可以采取以下措施：

1、使用防静电设备

在电子元器件的制造、运输、存储和使用过程中，可以使用防静电设备来减少静电的产生和积累。例如，可以使用防静电手套、防静电鞋、防静电工作台、防静电地板等。

防静电工作台

2、控制湿度

湿度对静电的产生和积累有很大的影响。在干燥的环境中，静电更容易产生和积累。因此，可以通过控制环境湿度来减少静电的产生和积累。一般来说，环境湿度应该控制在30%~60%之间。

3、使用防静电包装材料

在电子元器件的运输和存储过程中，可以使用防静电包装材料来减少静电的产生和积累。例如，可以使用防静电泡沫、防静电塑料袋、防静电泡膜等。

静电膜

4、建立防静电管理制度

为了保证静电对电子元器件的损害最小化，可以建立防静电管理制度。该制度应包括静电防护设备的选择和使用、员工的培训和管理、环境的监测和控制等方面。防静电管理制度的有效实施可以提高电子元器件的可靠性和寿命，降低维修和更换的成本。

5、设计防静电电路

在电子元器件的设计过程中，可以采用一些防静电电路来增强元器件的抗静电能力。例如，可以在输入端口和输出端口处设置防静电二极管，以便将静电放电引向地线，从而避免对元器件的损害。

6、进行静电测试

在电子元器件的制造和使用过程中，可以通过静电测试来检测元器件的抗静电能力。例如，可以使用静电放电枪和静电放电测试仪来模拟静电放电，以检测元器件在不同电压和电流下的抗静电能力。

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三、静电放电原理

静电放电：就是不同的静电电势（电压）的两个物体间发生电荷转移。即电荷在移动的过程中产生了电流。

静电放电方式：与静电体的形状、静电电压、静电体的材质有关，主要可分为三种放电方式。

• 人体放电:是发生在带电体尖端或曲率半径很小处附近的局部放电。电晕放电可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光。电晕放电一般没有引燃危险（人体放电）。

• 火花放电:是带电体之间发生的通道单一的放电。火花放电有明亮的闪光和有短促的爆裂声。其引燃危险性很大。

• 打雷:是悬浮在空间的大范围、高密度带电粒子形成的闪电状放电。其引燃危险性很大。

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四、静电对静电敏感器件危害的特点

• 隐蔽性：静电对器件的损伤是很难发现的，在应用电路的测试中，几乎无法发现，只能通过实际使用、环境试验、老化试验等才能发现。

• 潜伏性：如果是完全击穿，在应用端测试中就可以筛选出，如果是软击穿（例：器件间的电阻为1M，元件受损后电阻降到600K）元件的寿命缩短且无法预期失效的时间。

• 随机性：无论静电，可能出现在某一个时间段、某些月份、个别操作人员的不规范，因此再现性非常难，分析模拟发生的场景几乎不可能。

• 复杂性：静电敏感器件的损伤可能是单一损伤、也可能是多次损伤，从产品芯片制造到元件封测再到PCB制造和组装，凡是与产品接触的过程均可能产生。

五、结论

静电是电子元器件面临的一个严峻问题，静电放电可能对元器件造成严重的损害，包括电压过高、电流过大、电压偏移和磁场干扰等。为了预防和控制静电，可以采取一些措施，包括使用防静电设备、控制湿度、使用防静电包装材料、建立防静电管理制度、设计防静电电路和进行静电测试等。这些措施可以提高电子元器件的可靠性和寿命，降低维修和更换的成本。在电子元器件的制造、运输、存储和使用过程中，静电防护应该得到足够的重视和关注，以确保元器件的正常运行和使用。