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静电基础知识(3)- 静电在电子工业应用带来的问题

作者:深圳市荣盛源科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-08-11 09:43:01

静电基础知识(3):由静电荷所引起的问题主要有三种:静电放电(ESD)、静电吸附(ESA)和静电放电引起的电磁波干扰(ESD Induced EMI)。

 

1、静电放电(Electrostatic Discharge (ESD))

当一表面上有静电荷时,它就有电位,若附近有另一不同的电位,产生电压差,而距离又合符放电条件时,其电荷就以放电方式,把两电位等同。在放电时所产生的放电电流是强大,通常在 Ampere 级,但放电时间十分短促,通常在 nanosecond 级或 GHz 级。

 

放电能量 ∝ (放电电流)2 ∝ (电压差V1-V2 /放电时间)

 

1.1、潜伏性的静电放电 (ESD) 问题

有些时候 ESD 的发生,并没有把物体完全破坏,而只把某部份的品质降低,这一现象便称为潜伏性的ESD问题。

请留意以下几点:

1. 潜伏性的 ESD 问题会累积起来而加深其严重性;

2. 潜伏性的 ESD 问题表面上看来只影响了完成品的用家,但实际上亦影响了各层次的制造商,如保用费、维修及公司的声誉等等;

3. 潜伏性的ESD问题无可否认是一个非常严重的问题,现今的科技仍未有办法透过某些的测试把已含有此类问题(已受损但应正常工作的元件)的物件找出来。请注意,已完全受到破坏的元件,可以在工厂内透过各种测试可以轻易地把它找出来,但已存有潜伏性的 ESD 问题的元件,未必一定能透过高温或老化测试把它找出来。

 

根据美国 ESDA 协会,静电放电可分为 3 种模式:

1. 人体放电模式 (Human Body Model (HBM)) :物体与人放电;

2. 金属放电模式 (Machine Model (MM)) :物体与金属放电;

3. 带电器件放电模式 (Charged Device Model (CDM)) :物体与带有静电荷的用具放电。

这 3 种模式,都是根据物体与不同对象之间放电时,放电路径上的由电阻/电容/电感组成的阻抗,对所产生的放电能量/电流/脉冲,根据模式归纳,并系统化测试评定物体对静电的敏感度,是电子/工业的重要指引。

 

2、静电吸附(ESA)

当有静电荷在一物件表面时,它的静电场会把附近异性的电荷微粒吸引到它的表面,亦会把附近不带电的微粒极化,从而引致其隐性带有异性电荷,吸引到它的表面上,其吸力与电场强度(即是表面上有多少电荷)成正比, 亦和与微粒的距离成平方反比,微粒吸附在带静电荷的表面时,其吸力是最大,故极难在没有机械力的情形下清除,这种静电吸附的问题,会出现下面几个问题:

1. 产品表面吸附尘埃微粒而受污染;

2. 产品被静电吸附在包装口不能掉进包装;

3. 产品之间互相吸附成团而造成堵塞和阻碍流通;

4. 产品放下时受静电影响而位置错放。

 

吸附绑定力 ∝ (微粒的电荷)×(表面的电荷) / (距离)2

 


3、静电放电引起的电磁波干扰(ESD Induced EMI)

由静电放电所产生的电流脉冲约在1-10ns之间,即约100MHz至1GHz的水平,会在空间产生一相应的电磁脉冲,这脉冲若与设备上的处理器或数据流的讯号频率相若,则可能会做成干扰,影响设备正常运作。

1. 混乱的程式指令

2. 混乱的资料

3. 不明之错误信息

4. 微处理器无故停止运作

5. 不真实存在之粒子

6. 校准失效

7. 软件错误的假象



静电基础知识(3)- 静电在电子工业应用带来的问题
由静电荷所引起的问题主要有三种:静电放电(ESD)、静电吸附(ESA)和静电放电引起的电磁波干扰(ESD Induced EMI)。
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