ESD静电放电的原理和危害

随着电子技术的以及集成电路的发展，电子设备日趋小型化、多功能及智能化。然而高集成度的电路元件都可能因静电电场和静电放电(ESD)引起失效，导致电子设备锁死、复位、数据丢失而影响设备正常工作，使设备可靠性降低，造成损坏。因此，研究电子设备所造成的ESD原理和危害，避免ESD的发生具有重要意义。

ESD静电放电产生的原理

ESD(Electro-Static discharge)即“静电放电”，一般源于两种条件的发生：

1. 两个物体处于不同电位时，它们之间的直接接触传输。

2. 两个靠近的物体之间产生的静电场。

静电的主要来源大多数是绝缘体和典型的合成材料，例如：乙烯树脂、塑料工作平台、绝缘鞋、成型的木制椅子、透明粘胶带、气泡袋和不直接接地的焊锡烙铁。这些来源产生的电位极高，因为它们的电荷不太容易分布在物体表面或者传输给别的物体。当两个物体相互摩擦产生静电被称为摩擦电效应。

ESD静电放电的危害

ESD损坏IC是由于产生的高压和高峰值电流造成的。精密模拟电路往往具有极低的偏置电流，比普通数字电路更容易遭到损坏，因为用于ESD保护的传统输入保护结构会增加输入泄漏，因此不能使用。对于工程师来说，ESD损坏最常见的表现是IC发生故障。然而，暴露在ESD之下也可能导致泄漏增加，或者使其他参数下降。如果某个器件在评估期间似乎达不到数据手册上的规格指标，则应考虑ESD损坏的可能性。

ESD损坏可能具有累加效应，因此，如果器件反复操作不当，结果可能导致故障。在试验插座上插入和移除IC时、评估期间存储器件时以及在实验板上添加或移除外部元件时，均须遵循适当的ESD预防措施。同样，如果器件在原型系统开发期间发生故障，其原因可能是不断反复的ESD应力。