静电耗散原理

关于静电放电（ESD）原理以及其保护方法的详细分析一直想给大家讲讲ESD的理论，很经典。

但是由于理论性太强，任何理论都是一环套一环的，如果你不会画鸡蛋，注定了你就不会画大卫。

先来谈静电放电(ESD: Electrostatic Discharge)是什么？这应该是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力破坏的主要元凶。

因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏)，所以这种损伤是毁灭性和永久性的，会造成电路直接烧毁。

所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。

静电，通常都是人为产生的，如生产、组装、测试、存放、搬运等过程中都有可能使得静电累积在人体、仪器或设备中，甚至元器件本身也会累积静电，当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径，瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏(这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上，防止人体的静电损伤芯片)，如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电，会把大地劈开一样，而且通常都是在雨天来临之际，因为空气湿度大易形成导电通到。

那么，如何防止静电放电损伤呢？首先当然改变坏境从源头减少静电(比如减少摩擦、少穿羊毛类毛衣、控制空气温湿度等)，当然这不是我们今天讨论的重点。

我们今天要讨论的时候如何在电路里面涉及保护电路，当外界有静电的时候我们的电子元器件或系统能够自我保护避免被静电损坏(其实就是安装一个避雷针)。

这也是很多IC设计和制造业者的头号难题，很多公司有专门设计ESD的团队，今天我就和大家从最基本的理论讲起逐步讲解ESD保护的原理及注意点，你会发现前面讲的PN结/二极管、三极管、MOS管、snap-back全都用上了。

以前的专题讲解PN结二极管理论的时候，就讲过二极管有一个特性：正向导通反向截止，而且反偏电压继续增加会发生雪崩击穿而导通，我们称之为钳位二极管(Clamp)。

这正是我们设计静电保护所需要的理论基础，我们就是利用这个反向截止特性让这个旁路在正常工作时处于断开状态，而外界有静电的时候这个旁路二极管发生雪崩击穿而形成旁路通路保护了内部电路或者栅极(是不是类似家里水槽有个溢水口，防止水龙头忘关了导致整个卫生间水灾)。

ESD（电静电放电）消散原理通常涉及消除或减少静电电荷积累的过程。

静电产生是因为物体之间摩擦导致电荷的转移，结果一方带正电，另一方带负电。

如果不将这些电荷消散掉，它们可能会导致电荷积累到危险的程度，从而造成放电现象，可能损害电子设备或引起火灾等安全问题。

消散静电的方法有很多，以下是一些常见的原理：
1. 接地：将带有静电的物体接地，可以使电荷通过接地线路流回地球，从而消除静电。

这是最简单和最常用的消散静电的方法。

2. 静电中和：使用另一带相反电荷的物体接近带电物体，通过电荷间的相互作用来中和静电。

3. 静电泄露：通过使用导电材料或涂层，使电荷沿着物体表面泄露出去。

4. 湿度：提高环境湿度可以帮助消散静电，因为水分子可以吸附在带电物体上，帮助电荷泄漏到空气中。

5. 使用抗静电材料：这些材料具有导电性，可以用来包裹或覆盖物体，以减少静电的积累。

6. 静电消除器：这是一种专门的设备，可以产生微弱的电流，用来中和周围的静电。

7. 空气离子化：使用离子发生器产生的空气离子可以中和物体表面的静电。

在工业和日常生活中，静电的消散是一个重要的考虑因素，特别是在处理敏感的电子设备或易燃物质时。

静电消除措施可以保护设备免受
损害，并防止潜在的安全风险。

集成电路设计中的静电耗散技术研究随着科技的不断发展，集成电路的应用范围越来越广泛，也越来越重要。

在集成电路的制造过程中，静电耗散技术是一种非常重要的技术。

静电耗散技术是利用一定的电路设计方法，保护集成电路免受静电损伤的一种技术。

本文将从静电的产生原理、静电损伤对集成电路的影响以及静电耗散技术的应用方面进行探讨。

静电的产生原理在学校的物理课堂上，我们学习过一些关于电的知识，其中就包括静电的产生原理。

静电是指无电流的电荷分布现象，通常是指留存在平衡状态下的电荷。

静电通常能够累积在物体表面，当人们与物体接触时，也会与这些静电电荷发生接触。

静电通常产生在干燥的环境中，尤其是在低湿度情况下更为常见。

静电损伤对集成电路的影响静电能够对集成电路产生非常严重的影响，这也是为什么很多集成电路都需要进行静电保护的原因。

静电产生的电荷很小，但是这些电荷能够导致非常严重的故障。

例如，当静电释放到集成电路上时，可能会产生电子击穿现象，导致电路中的晶体管或二极管被烧毁。

静电损伤对集成电路产生的效果主要有以下几个方面：一、折叠。

当静电放电时，会有强电流通过晶体管，从而产生大量的瞬态热，使晶体管内部温度升高，有可能折断导线或薄膜。

二、硬故障。

硬故障指的是静电放电产生的瞬时高电压，会破坏器件，形成完全短路或断路。

这种故障一旦发生，通常是不可逆的。

三、软故障。

软故障指的是对器件的瞬间影响，如难以检测到的单一位错误，是一种暂时的现象。

静电耗散技术的应用由于静电损伤对集成电路产生的影响非常大，因此在集成电路设计中广泛应用了静电耗散技术。

静电耗散技术可以通过减轻集成电路上静电电荷的影响，从而最小化静电损伤。

静电耗散技术主要有以下几种：一、静电泄漏器。

静电泄漏器是一种机制，可以最大限度地减少静电电荷的积聚。

它是将集成电路中一些电荷从有静电电势的地方传递到有相反电势的地方，从而平衡电势。

这种技术可以减小集成电路内的静电电压，从而最小化静电损伤。

静电控制原理1．静电泄漏和耗散静电泄漏是通过替换电子生产过程中接触到的各类绝缘物（包括各种工装夹具和制品）而改用防静电材料并使之接地来完成的。

1．1防静电材料：从防静电原理方面可以将其分为三类：导静电、静电耗散、电磁屏蔽耗散复合类。

1．1．1 分类：静电屏蔽类：ρ<10e4Ω.cm导静电类：ρ<10e6Ω.cm、10e7Ω.cm静电耗散类：10e6Ω.cm <ρ<10e11Ω.cm静电绝缘类：ρ>10e11Ω.cm1．1．2 导静电材料：静电荷可以在导静电材料表面自由分布，受到摩擦时，正负电荷可迅速扩散泄漏而不产生静电。

1〕导静电材料置于静电场中，其表面积累静电荷，必须将其接地才能将表面积聚的静电荷泄漏。

2〕导静电材料可以用于SSD器件生产装配环境中。

3〕电阻率很小的导静电材料不适于用作ESD防护包装。

因为这种包装置于静电场中，表面积聚的静电荷可向器件放电造成器件失效。

1．1．3 静电耗散材料：静电耗散材料的电阻率高于导静电材料，静电荷在其表面移动速率大大低于静电导体。

1〕静电耗散材料受到摩擦时，在其表面产生的静电荷可以较快扩散和泄漏。

2〕因其较高的电阻率，不会造成材料放电。

因此可以用来作ESD防护包装。

3〕可用于一般的SSD器件生产装配环境中。

4〕此种材料使用时，通常也要采取接地措施。

1．1．4 电磁屏蔽耗散复合材料：电磁屏蔽耗散复合材料是屏蔽材料和耗散材料复合而成。

屏蔽材料电阻率极低为导电体，其受到摩擦表面不起静电荷，可用于屏蔽射频和低频电磁场，但其电阻太小，易在静电场中产生静电感应损坏器件。

通常在屏蔽材料内层复合一层静电耗散材料。

1．2ESD防护材料的制备：1〕外用抗静电剂法：外部喷洒、浸渍和涂敷抗静电剂的方法。

2〕外用持久性抗静电剂法：在不导电材料（塑料、橡胶等）的后加工过程中加入抗静电剂，使材料表面因阳离子、阴离子相互吸引产生导电性。

3〕内加抗静电剂法：如在橡胶、纤维、纸张、涂料中，将抗静电剂采用不同工艺掺加进去。

防静电原理
静电是由于静态电场积累在一定物体表面或空间内时形成的电场，它的积累通常会造成破坏，而防静电技术是为了抵消由于积累静电而造成的破坏，保护有价值的物件免受破坏，以达到防止静电积累的目的。

首先，需要明确的是，防静电的原理是防止静电能量的积累，从而消除静电破坏的可能。

具体而言，它的原理是在两个物体之间建立一个具有静电耗散功能的中间介质，当静电能量积累时，这个介质会使其耗散，使之不损害物体，从而避免了由静电积累引起的破坏。

其次，防静电技术实施时所采用的措施。

通常而言，一般采用以下三种措施：首先，采用静电耗散材料来抵消静电能量；其次，增加空气中所含水分和细小颗粒质来抑制由于积累而产生的危害；最后，采用静电放电装置，以防止积累静电的形式发生爆炸现象。

此外，防静电中还有一些常用和重要的材料，例如防静电橡胶，它是一种耐高温、耐切削力强的氯丁胶，可以有效的抑制由于积累静电而造成的损害；此外，还有防静电涂料，它是一种涂料，可以有效的阻止静电能量积蓄、放电，保护有价值的物件；最后，还有防静电导体，它是一种导电性非氧化物材料，可以有效地抵消由于积累静电而造成的损害。

另外，还有一些防静电服务，例如防静电工程咨询，它可以帮助客户了解防静电的相关知识和技术，为客户提供准确的防静电建议和方案；另外还可以提供防静电测试和检测，以保证防静电技术实施的
质量和效果，为客户提供更优质的防静电服务。

总之，防静电技术是用来保护有价值物体免受由于静电积累而造成的破坏的重要技术之一，其原理是建立一个具有静电耗散功能的中间介质，以抵消由于静电积累而造成的破坏。

此外，它的实施还可以采用一些重要材料和防静电服务，以提供更安全有效的防静电保障。

防静电技术原理和措施静电指的是由于电荷的不均匀分布而导致的电荷积累的现象。

在一些特定的工作环境中，静电的产生和积累可能会对设备和材料造成损害，甚至对人员的安全构成威胁。

因此，为了防止静电的产生和积累，防静电技术得到了广泛应用。

下面将对防静电技术的原理和措施进行详细介绍。

一、防静电技术原理1.耗散静电原理：耗散静电是一种通过导体将积累的电荷导入地面，从而使电荷均匀分散的方法。

这种方法可以通过使用导电材料来实现，例如金属和导电聚合物。

当静电荷接触这些导电材料时，电荷会迅速通过导电材料传导到地面，从而防止静电的积累。

2.隔离静电原理：隔离静电是一种通过物理隔离来防止静电的产生和传导的方法。

这种方法可以通过使用绝缘材料来实现，例如塑料和橡胶。

绝缘材料不容易与电荷接触或导电，因此静电荷无法进一步传导或积累。

3.中和静电原理：中和静电是通过引入相反电荷来中和已经积聚的电荷的方法。

这种方法可以通过使用中和剂（例如阴离子和阳离子）来实现。

中和剂可以通过释放电子或吸收电子来中和静电荷，从而降低静电的积累。

二、防静电技术措施1.增加湿度：在干燥的环境中，静电的产生和积累更加容易发生。

因此，增加湿度是一种有效的防静电技术措施。

湿度能够帮助电荷传导到周围的空气中，减少电荷的积累，并防止静电的产生。

2.接地保护：接地是一种将静电通过导体导入地面的方法，从而降低静电的积累。

在防静电工作区域和设备上设置良好的接地系统可以有效减少静电的产生和积累。

接地保护可以通过接地线、导电地板或导电表面来实现。

3.使用防静电材料：在防静电工作环境中，使用防静电材料是非常重要的。

防静电材料具有导电或隔离的性质，可以帮助减少静电的产生和积累。

例如，在地面上使用导电地板、使用防静电手套和防静电工作服等。

4.静电消除器：静电消除装置是一种可以快速消除静电的设备，它通过释放相反电荷来中和电荷的方法。

静电消除器可以通过使用电离器、电离剂、电离风机等来实现。

耗散型地坪防静电原理今天来聊聊耗散型地坪防静电原理。

咱先来说说生活中的静电现象吧。

不知道你有没有这样的经历，冬天的时候，脱毛衣会听到噼里啪啦的声音，有时候还能看到小火花。

这其实就是静电在搞怪，毛衣和身体摩擦产生了电荷，积累多了就有这动静了。

那耗散型地坪防静电呢，就像给这些调皮的电荷安排了一个管理员一样。

打个比方吧，耗散型地坪就像是一片有着特殊规则的“草地”。

我们知道，静电是因为电荷聚集产生的。

在普通的地面上，电荷就像一群乱跑乱撞的小动物，越聚越多就形成了静电。

而耗散型地坪是用特殊的导电材料制成的。

它里面就像是有很多小通道，这些小通道呢，就如同“草地”里的小路。

当电荷这个“小动物”在地面上产生的时候，它就会顺着这些小通道慢慢移动走，不会让电荷大量聚集在一起。

这就是耗散型地坪防静电的基本原理啦。

有意思的是，我一开始也不明白这里面的门道。

我看到这种地坪能防静电，就在想啊，它是怎么做到的呢？后来查了资料才知道是这么回事儿。

说到这里，你可能会问，这种地坪在实际生活中有啥应用呢？其实啊，在很多电子厂、实验室这些对静电比较敏感的地方用得挺多的。

比如说电子厂生产芯片的时候，要是有静电，可能一下子就把芯片给弄坏了。

耗散型地坪就能将工人走路啊、设备移动产生的静电给散掉，保证芯片生产的安全。

不过呢，使用耗散型地坪也有一些注意事项。

首先，在铺设的时候要注意接地是不是良好，要是接地不好，就像是小通道堵住了一样，电荷没法顺利散掉了。

而且啊，定期的检测也很有必要，就像我们要定期检查汽车一样，要确保它的导电性能还在正常的状态。

我觉得对这个耗散型地坪防静电原理的理解，也让我更明白了如何做好静电防护。

不知道大家有没有类似的看法或者有没有什么其他关于静电防护的有趣现象呢？希望大家可以一起讨论讨论。

电装生产线防静电技术与防静电产品简介概述关于电装生产中的防静电技术，已讨论多年,市场上也有很多防静电产品, 但防静电问题并没有得到很有效的解决,原因很多。

本文仅对此与近年来国际先进防静电技术的发展做一简介,希望能对改进国内的电装生产线的防静电技术有所帮助。

静电的产生与危害静电产生的原理从原理上讲，静电的产生主要有以下三种方式：摩擦起电、接触带电、感应带电。

对于后二种方式比较容易预防与控制。

在实际生产中最难控制的主要是第一种起电方式－摩擦起电，而且主要由于人体的动作及设备的运动而产生。

常见静电的数量级首先先让我们了解一下日常生活中所接触到的静电放电情况：当人能够听到放电声时，此时的静电电压为2至3千伏；当人能够感到静电电击时电压已达3至4千伏；而当人能够看到静电放电火花时，电压则至少在5千伏以上！它对产品的危害性之大是可想而知的,这需要引起我们在电装工作的工人和技术以及管理人员的高度重视.不同条件下各种动作所产生的静电情况现在再来看一下电装生产中几项常规动作所产生的静电电压范围（单位伏）：相对湿度动作人在塑胶地板上行走人在工作台面的动作从塑料管中取出 DIP从塑料盘中取出 DIP从泡沫塑料中取出 DIP从塑料包装中取出 PWB用泡沫塑料包封 PWB由此可见，一个很常见，很普通的动作，都会引起相当高的静电电压，这也正是在电装生产中静电的产生防不胜防的主要原因。

静电放电的危害这里需要说明的是，通常我们所说的静电破坏，是指由于静电的放电而造成的破坏。

从这个意义上讲，电装领域人们常说的”防静电”，并非是防止静电的产生，而是防止静电的放电,在谈到防静电问题时常使用的英文词ESD是指Electricity Static Discharge, 也是这个意思。

通常，静电放电对元器件所造成的损坏主要有：1.PN结的软击穿，降低产品的可靠性。

2.击穿芯片单晶硅金属镀膜，造成废品。

3.击穿器件内引线，造成废品。

以下列出的是部分元器件对静电的敏感度：元器件类型损坏电压RF-FETS (MICROWAVE) 1-5VMR-HEADS 5VPENTIUM 5VV.MOS 30VMOSFET 100VEPROM 100VJ.FET 140VSAW 150VOP AMP 190VCMOS 250V因此，按电子行业标准的要求，常规条件下的电装车间，其防静电等级为100V。