摘要：随着电子技术的不断发展，电子元件由起初的大型器件、分立器件逐渐转变为如今的小型器件、集成电路，并且向着多元化、智能化发展。然而这样的器件却对静电非常敏感，此类器件被称之为静电敏感器件（StaticSensitiveDevice简称SSD）。在电子器件集成度越来越高的趋势下，半导体行业通常会采用减薄器件氧化膜的厚度来减小其尺寸，与此同时器件的耐压也随之降低。这样，半导体器件，特别是IC器件，其种类不同受静电破坏的程度也不同，甚至弱到100V的静电也会造成破坏。那么，静电的防护与消除就变得尤为重要。
关键词：静电；电子元件；危害；防护措施
一、静电对电子元器件的危害
所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就说静电现象也分为正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，当带有正静电或负静电的物体与其有电位差的物体接触时就会发生电荷的转移，而产生静电放电现象。结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为静电对电子元器件的危害，主要是体现在以下几个方面：
①静电场能使导电材料感应带电，能使绝缘材料极化带电，在小物体上产生电偶，静电场对小物体的吸引作用，正是电偶在电场中受力的结果。静电会能吸附灰尘，同时会针对电子元器件的线路之间的阻抗，造成非常严重的改变现象。当电子元器件长期遭受静电的影响以后，会在自身的功能方面、寿命方面，均产生特别大的破坏现象。
②静电放电的热效应会使电子元器件立即失效，受静电场力的作用，绝缘介质会发生电离，电子元器件会出现潜在失效或性能下降现象。性能下降包括温、湿度范围减小，频率特性下降，绝缘性能下降以及寿命缩短等情况。电子元器件受静电放电和场力作用发生潜在失效或性能下降的可能性约为90%。
③静电放电多数是高电位、强电场、瞬间大电流的过程，脉冲宽度一般是ns或us级，脉冲可达几十安培甚至上百安培。在静电放电过程中会产生上升沿极陡、持续时间极短的大电流脉冲，并产生强烈电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲，其电磁能量往往会引起逻辑电路翻转失效。
二、静电产生的原因及影响因素
使物体带静电的方法可以归结为三种，即摩擦起电、接触带电、感应带电。
摩擦起电是摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象，就是摩擦起电现象。由于不同物质的原子核对核外的电子的束缚能力不同，当两个物体相互摩擦时，哪个物体的原子核对核外电子的束缚本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体由于带有多余的电子而带负电。摩擦起电实质上并不是创造了电，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，是正负电荷分开，电荷的总量并没有改变。相互摩擦的两个物体，必然带上等量的异种电荷，带正电的物体缺少电子，带负电的物体有了等量的多余的电子。在转移过程中只能转移核外的电子，但原子核是稳定的。例如：被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。两种物体在静电序列上的位置相距越远，摩擦产生的电位差越大，摩擦起电量也会受到温湿度、外电场、摩擦时物体运动速度、气压、摩擦形态（滚动和滑动）以及物质微观结构的影响。
接触带电是指带电的物体接触不带电的物体（注意：这里的不带电物体应是导体，电荷才可以在其上自由移动），则不带电的物体也带上了与带电物体相同种类的电荷。一个物体带电，一个不带电，相接触后，总电量就重新分布了，为了取得平衡，电荷就会发生移动。接触带电是两个物体带电的均衡，最终结果是带同种但不一定等量的电荷。例如：把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触，验电器就带上了负电，且金属箔片会张开。
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感应带电也就是静电感应。一个带电物体靠近另一个不带电的导体时的电荷。例如：一个带正电荷的物体靠近某个不带电的金属球时，离带电体近的一端就带负电荷，离它远的一端则带正电荷。感应带电实质上是物体在静电场的作用下，发生了电荷的重新分布的现象。例如：电视机、电脑等的显示屏上的带电现象。
三、防护静电对电子元件危害的措施
3.1加强电子元件的设计
为了降低静电对电子元件的危害，必须要加强电子元件的设计。通常情况下，可以在设计当中采用以下措施：首先，针对不同的电子元件，寻找出静电通路，并在该部位上安装相应的电阻，通过电阻对静电的消耗，达到防护的作用。从理想的角度来说，这种方式较为简单，与正常的设计相比，所需要投入的资金相差不多，是一种很容易实施的方式；其次，一些电子元件受到性能的影响，若在通路上安装电阻，会干扰到其正常的性能，对于这些电子元件来说，就不能使用增加电子的方式，而是要采用加载单二级管电路的方式，即在电源部位，上拉或下拉一个二极管。最后，在整个电子元件当中，还存在一些容易产生较大的静电，或者是对抗静电能力要求较高的产品。对这类产品进行静电危害防护时，可以采用加载电阻、电容、二极管组合电路（简称RCD组合电路）的方式。
3.2提升产品生产环境的管理
生产作为整个电子元件生命周期最为关键的一部分，确保生产环境的良好性，也会降低静电对电子元件带来的危害。一方面要加强对空气的管理。受到多种因素的影响，常常会使生产环境内的空气中存在存在一些微粒，这些微粒不仅会直接污染电子元件，而且还会在电子元件的附近引发静电，对电子元件带来了干扰。所以，电子元件生产时，应在密封性良好的空间内完成，并且，还要在相应的部位上，安装净化空调，使整个场所内微粒的含量最低；另一方面要加强对生产环境温湿度的管理。若整个生产场所内温湿度变化较大，会对电子元件的性能带来严重干扰。同时，湿度较低，还会加大静电出现的几率。所以，生产过程中，相关工作人员要不断地对场所内的温湿度进行检测，并针对检测的结果，科学的对温湿度进行控制，确保温度在最佳范围内，湿度控制在45%-55%RH之间。
3.3规范相关人员的操作
相关人员对电子元件操作之前，需利用接触地面的方式，将人体中携带的电荷转移出去，避免操作人员与电子元件接触时，产生电荷并对电子元件带来危害。同时，由于服装与电子元件接触后，也会产生一定的静电。所以，应针对静电产生的特点，设计出良好的防静电工作服，操作人员对电子元件操作时，应在穿着该工作服的基础上完成各项操作。另外，为了防止物体中产生静电，在条件允许的情况下，应采用科学、合理的方式，将人或物进行接地处理，及时将物体中产生的电荷导出去，避免物体中的静电对电子元件造成干扰。
结语
综上所述，静电作为现实生活与工作当中常见的一种现象，对电子元件会造成严重的危害，使其无法在实际当中发挥出应有的作用。因此，为了避免电子元件上静电的出现，应根据我们高中生所学到的物理知识，从设计、生产、操作等几个方面，加强对电子元件的管理，降低静电的产生几率，提高电子元件的性能，在我国社会与经济发展中发挥出更大的作用。
参考文献：
[1]李少非，王水成.化工生产设备的防静电技术[J].科技信息.2011.
[2]陈水玲.浅谈化工厂静电危害及防范措施[J].广东科技.2012.
作者简介：
潘春望（1989.2.25），性别：男；籍贯：甘肃临洮；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师；职务：技术员；研究方向：电力电子
论文作者:潘春望
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/28
标签：静电论文; 物体论文; 电子元件论文; 电荷论文; 摩擦论文; 器件论文; 现象论文; 《电力设备》2018年第35期论文;