静电放电（ESD）在电子装联中的危害及防护

郑木亮

摘要：静电作为生活中的一种常见物理现象，任何物质之间的摩擦、接触都有可能产生静电。静电具有非常明显的两面性，一方面它可以为人类带来许多便捷，例如静电喷涂、静电除尘等技术;但另一方面，静电也会在某些领域带来不可估量的危害，例如石油企业、电子生产工业、化工企业等等。若静电触碰到某些较为敏感的元器件，轻则可能造成元器件性能下降，重则会损害元器件。基于此文章分析了，静电放电在电子装联中的危害以及静电的防护措施，望能为同类提供参考。

关键词：静电;电子装联;危害;防护

静电在电子装联中的损害具有潜在、隐蔽、随机、复杂、累积的特点，因此在很长一段时间内并未引起人类重视，但随着静电的危害逐渐显露出来，人们的静电放电防护意识也在逐渐增加。静电放电是指两个拥有不同电荷的物体，通过接触电荷发生转移。当静电电场到达一定的临界之后，物体之间的介质会被击穿，从而产生放电现象。近几年集成电路的规模在不断扩大，因此其内部的绝缘介质也越来越薄，导致静电击穿的可能性越来越大，静电击穿器件后，通常情况下很难被发现，只有当电子器件的性能发生明显下降后，工作人员才会感受到静电对电子器件的危害。

一、静电放电（ESD）对电子装联产生的危害

（一）静电产生原因

1.摩擦

摩擦是日常生活中最为常见的一种静电产生方式，两种不同材质的物体接触后再分离，就会产生静电，并且固体绝缘性能越好，摩擦生电的可能性越高。

2.感应

感应产生静电一般会发生在导电材料中，导电材料的静电流动性能较好。若将其放置于同一电场中，依据电离子的性能，导电材料中的正负电荷会发生转移，从而引发静电[1]。

3.传导

导电材料带电物体相接触，两者内部的电荷会发生转移，从而引发静电。

（二）静电危害形式

1.静电吸附

静电吸附在电子装联中的表现为，印制板与元器件中的经典会吸附灰尘，降低元器件的绝缘电阻，影响组件的功能，缩短组件的寿命。

2.静电放电

静电放电所造成的破坏，会深入到元件内部，完全破坏组件性能。

3.静电放电过程中所产生的热量，会对组件造成隐蔽的损坏。这种影响很难被工作人员发现，但却非常常见。

（三）静电特点

1.隐蔽性

静电对组件所造成的损害具有隐蔽性特点。静电对电子装联造成的危害原因之一为人体携带的静电。人体无法感知3 kv以下的静电，因此人体中的静电对元器件产生损伤，是无法被感受到的，因此具有隐蔽性。

2.潜在性

组件在遭受到静电放电后，并不会立即失去所有功效，而是携带着内部损伤继续进行工作。静电对组件的损害是一个潜在和累积的过程，工作人员无法排除受到微小损害的组件，所造成的后果是一旦组件失效造成的损失非常大[2]。

3.隨机性

只要电子组件发生摩擦或接触，就有可能产生静电放电损伤。电子装联的任何一个环节都有可能让组件遭受静电破坏，这也就意味着静电对组件产生损伤，具有非常大的随机性。

4.复杂性

静电对组件造成的损伤非常微小，因此在维修和检查过程中所使用的仪器非常精密，操作难度也较大，即便如此，也无法完全检查到所有的损伤组件。

二、电子装联中的静电放电（ESD）防护

（一）接地

静电接地是指将静电通过某个物质与地面连接，可以将物体中所携带的电荷传输到地面中，这是所有防静电措施中最常见也是最有效的办法。静电接地一般分为两种：第一，硬接地，利用金属导体直接将物体中的电荷转移到地面。第二，软接地。使用非金属导体、防电材料等将电荷转移入地面。

（二）静电屏蔽

静电屏蔽一般也分为两种，首先是内场屏蔽。内场屏蔽是指用接地的材质将带电物体单独隔开，有效防止了其他物体所受到的影响。其次是外场屏蔽，是用接力材质将被隔离物体包围起来，以防其受到电场的影响。

（三）静电中和

静电中和是指利用静电消除器消除带电体中的电荷与外部相反的电荷。当前静电中和所使用的设备主要有风嘴、风帘、离子棒等。

（四）增加环境湿度

增加环境湿度能够提高非导体材料的导电率，那么其表面所积累的静电就会快速排出，如此一来存在的电荷减少，静电发生的概率就会降低。因此，增加环境湿度成为了当前预防静电产生的有效措施[3]。

（五）工艺控制

工艺控制是指在施工过程中减少静电的产生，对于施工材料、施工工艺、操作过程都采取一定的防护措施，尽量减少静电和产生的数量，降低静电发生概率。

（六）全方位培训

要加强对生产工作人员的静电安全培训，工作人员的操作是静电产生的主要原因，加大对工作人员的培训能够提高对静电危害的防护意识。

除了培训还应当配备监测器，如果某一项参数超出正常值范围能够立即响起警报，引起工作人员的注意。监测器还能够监控到工作人员的操作方式和表现。

三、结语

上文描述了电子装联中静电的危害以及防护措施，但若想提高静电危害的防护力度，还需按照实际情况进行调整和规划。静电放电现象是无法避免的，而且静电防护是一个漫长的过程。在电子桩练过程中首先人们要正确认识到静电所产生的危害，只有拥有了正确的认识才能做好每一细节工作，减小静电造成的损害。除了提高人们的重视，还需要建立一个完善的运作标准，提高所有工作人员的操作规范性、合理性。

参考文献：

[1] 叶虎，张晓涛.电子产品制造过程中静电的危害及防护[J].中国科技投资，2018，（17）：235.

[2] 张红.静电对电子元器件的危害与有效防护[J].电子技术与软件工程，2018，000（010）：P.94-95.

[3] 马艳.电子产品制造过程中静电的危害与防护[J].数码世界，2018，（7）：162.

（作者单位：中国电子科技集团第三十八研究所）