靜電對電子設(shè)備的危害

靜電放電主要通過放電輻射、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和傳導(dǎo)耦合等途徑危害電子設(shè)備，見圖4—5。

　　靜電放電屬于脈沖式干擾，它對電子電路的干擾一般取決于脈沖幅度、寬度及脈沖的能量。據(jù)有關(guān)資料報道，一般TrL電路翻轉(zhuǎn)的脈沖能量大致為32X10^-12Jo當人手接觸電子設(shè)備時，靜電放電所含能量約為7．5*X10^-3J，通過人體電阻(約為150fΩ)放電時，放電脈沖寬度為22．5ns，瞬間的功率十分巨大，峰值高達667kj。有時帶電電壓或能量雖不很大，但由于在極短時間內(nèi)起作用，其瞬間能量密度也會對器件和電路產(chǎn)生干擾和危害。
　　
　　眾所周知，大規(guī)模集成電路之所以體積小、速度快，是因為其內(nèi)部線路之間的間距短、面積小，這必然以犧牲其耐壓、耐流參數(shù)為昂貴代價。如：CMOS電路對靜電極為敏感，其敏感度電壓范圍一般為0～2000V，因此最易因靜電放電而失效。特別是為越來越低的工作電壓所設(shè)計的電路中，由于器件的柵極氧化膜極薄，因而其耐壓界線很低，微小的電荷就能導(dǎo)致器件損壞。靜電放電可使器件內(nèi)部極間電容立即被充到高電壓，使得氧化物遭到破壞，以致造成短路、開路、擊穿和金屬化層的熔融現(xiàn)象。
　　
　　靜電放電對于電路產(chǎn)生的干擾，主要是在極短的瞬間放電電流對電路的感應(yīng)所產(chǎn)生的噪聲，以及放電電流使基準地電位如機殼地、信號地的電位發(fā)生偏移波動，從而導(dǎo)致對電路正常工作的干擾。這種電磁脈沖干擾有可能引起電子產(chǎn)品的誤動作以及信息的丟失。例如：放電火花產(chǎn)生的電磁干擾有可能使計算機程序出錯或數(shù)據(jù)丟失，導(dǎo)致測量和控制系統(tǒng)失靈或發(fā)生故障?？梢?，靜電放電一旦使得應(yīng)用于艦艇上的關(guān)鍵設(shè)備喪失功能，比如：雷達、指控中心、導(dǎo)彈指揮儀等，在戰(zhàn)爭中其后果將是致命的。靜電放電的損害往往只有10％造成電子元器件當時完全失效，通常表現(xiàn)為短路、開路以及參數(shù)的嚴重變化，超出其額定范圍，器件完全喪失了其特定功能；而另外90％會潛伏下來，造成積累效應(yīng)，一般情況下，一次ESD后不足以引起器件立即完全失效，但元件內(nèi)部會存在某種程度的輕微損傷，通常表現(xiàn)為參數(shù)有小的偏差或漂移，潛在失效并不明顯，因而極易被人們忽視，若這種元器件繼續(xù)帶傷工作，隨著ESD次數(shù)的增加，積累效應(yīng)越來越明顯，其損傷程度會逐漸加劇，最終必將導(dǎo)致失效。