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静电对电子危害大吗

天津市泰可博世防静电技术发展有限公司 / 2012-02-17

 

  在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电,当它积累到一定程度时就会发生放电。ESD过程是处于不同电势的物体之间的静电电荷转移过程,其强烈程度受电量大小及物体间距的影响。自然界的雷电是强对流气候下典型的ESD现象日常生活中的ESD现象频繁地发生着,虽然没有大自然中的雷电那么强烈,但也会有火花式放电,不仅伴有“噼叭”声响,还会闪闪发光。寒冷干燥的冬夜里,关掉灯脱毛衣时就能真切地感受到这一现象。研究表明,当电压大于8000V时可以看到ESD发出的光亮,当电压大于6000V时可以听到ESD的放电声;当电压大于3000V时可以感觉到有ESD发生;而当静电电压低于3000V时,也会发生ESD过程,只是我们感觉不到。也就是说,很多ESD过程是在我们未察觉的情况下,悄无声息地进行着。


  日常生活中的ESD现象频繁地发生着,虽然没有大自然中的雷电那么强烈,但也会有火花式放电,不仅伴有“噼叭”声响,还会闪闪发光。寒冷干燥的冬夜里,关掉灯脱毛衣时就能真切地感受到这一现象。研究表明,当电压大于8000V时可以看到ESD发出的光亮,当电压大于6000V时可以听到ESD的放电声;当电压大于3000V时可以感觉到有ESD发生;而当静电电压低于3000V时,也会发生ESD过程,只是我们感觉不到。也就是说,很多ESD过程是在我们未察觉的情况下,悄无声息地进行着。


  ESD对电子设备的损害,其严重程度与静电电压高低和能量大小有关。如果能量较小,则只能将元件击穿,电压消失后,器件性能仍能恢复到原始状态。如果能量较大,在击穿后接着形成大电流对元件形成永久性损害,如晶体管元件结电阻降低、漏电流增大,薄膜电阻器局部介质击穿而发生阻值漂移等。ESD的危害有一定偶然性,不见得每一次都造成元件彻底报废,多数情况下仅表现为稳定性降低。对于静电给电子元器件造成的种种“内伤”,人们往往认为是元器件老化,而没有想到是ESD的危害。


  ESD损害的严重程度还与元件对静电的敏感度有关。如今超大规模集成电路广泛采用 CMOS(复合金属氧化物半导体)材料,CMOS器件具有集成度高、成本低、速度快、能耗低的优点,因此使用范围很广。然而,CMOS器件的一个致命的弱点是静电敏感度高,很容易被ESD击穿。


  ESD是电子设备故障的罪魁祸首


  随着芯片工艺的进步,芯片的速度和功能都得以提升,但芯片却变得更加脆弱。集成度的提高使得器件尺寸越来越小,器件之间的连线宽度越来越窄,钝化层越来越薄,这些因素都会使芯片对ESD的敏感性增加。一个不太高的ESD电压就能将晶体管击穿,一个不太大的ESD电流就能将连线熔断。芯片损坏后,我们从外观上丝毫看不出有什么变化,但利用FESEM仪器却可以看清电路熔断的情形。