电子产品生产中静电的危害与防护

1.引言

在电子产品生产过程中，出现故障现象越来越多，除了硬件本身问题外，很多时候是静电引起的，元器件刚才检测性能正常，经过几个生产人员的搬运，再检测损坏了。

2.静电的产生

静电是人们日常生活中一种十分常见的自然现象，静电源于人们日常生活中各类型由电荷生成的物质，很多因素的存在都会在一定程度上引发静电现象，纵观以往有关静电的研究，目前比较常见两种容易产生静电的原因大都集中以下两种：

其一，生活中接触的物质中，大都含有带有不同电荷的质子，一般情况下，物质内部的质子数量相对平衡，就会表现出物质不带电的现象，需要注意的是，当物质处于电子不带电的状态时，物质中带电的电子并没有消失，而是游离在物质周边，如果外部因素致使其带电的质子脱离轨道就会造成该物质的原子发生转变，进而呈现出静电的现象。

其二，生活中常见的静电产生原因，因为带电物体与其他元件之间的感应而产生的“起电”现象，这种现象的存在大都发生于带电物体和不带电物体相互接触的过程中，需要注意的是，就这一环节不带电的物体通常为导体，不带电的导体会在带电物体的感应下呈现出明显正、负电现象，进而产生静电。

3.静电对电子元器件的影响

近几年，静电问题造成电子元件损伤的问题频频出现，尤其是在未通电的状态下，静电也会对电路模块造成损伤的问题一直困扰着电力设计工作者，由此，在这一背景下探究在实际电子元件使用过程中可能会存在的静电影响就成为了现阶段人们关注的核心问题。

通过以往的研究，笔者认为目前造成电子元件受静电影响的因素大都包括两个方面。首先，当电子元件的针脚超过额定电压负荷时，该元件就会发生损坏，这种情况也是造成现阶段MOS 元件出现故障的主要原因之一，随着MOS 元件的革新，MOS 元件的氟化层随之变薄，由此这一元件对于静电的敏感程度也随之大幅提升，元件出现短路的比例会随之增加，同时相关元件的故障频率也随之发生了相应的提升，为后续MOS 元件的使用埋下隐患。需要注意的是，对于MOS 元件这一双极性元件的使用过程中，静电损伤大都出现在已经进行了一定金属喷镀的有缘半导体区域，这一区域静电问题的出现在损伤元件的同时还容易出现泄漏等问题，影响实际元件的使用安全。

其次，静电放电所产生的脉冲能量堆积而引发的局部放热问题，这一部分区域温度的提升会导致半导体中部分硅的节点发生熔解，从而影响实际电子元器件的运行。比如，就日常使用中常见的NPN 型三极管来说，静电问题会致使其元件极和基极之间出现击穿情况，从而致使流经元件的电流急剧降低，影响元件的使用。

需要注意的是，很多电子器件在受到静电影响后并不会马上出现功能性的损坏，而是会在后续使用中出现突发性的元件损伤，从而对使用者们造成严重的影响。所以，在实际的使用过程中，应尤为重视元件在日常使用中受到的损毁，尤其是在人类无法感知状态下出现的静电损伤则更需要予以关注。

静电影响在实际电子元器件制作、组装、运输等过程中具体体现：（1）静电吸附灰尘，能够在一定程度上改变线路间元件所表现出的电阻数值从而缩短电子元件的使用寿命；（2）在静电释放的过程中，会存在一定可能造成电子元件工作效能的转变。需要注意的是，人们日常生活中可以感受的静电范围大都集中在几千伏及以上，然而能够损坏电子元件的静电压力大都只需要几百伏；（3）静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏／米)，频谱极宽(从几十兆到几千兆)，对电子产品造成干扰甚至损坏(电磁干扰)；（4）静电释放瞬间产生的电场、电流所引发的元件损伤会在一定程度上影响元件的使用寿命。

4.静电损伤的特点

结合以往对常见静电损伤的研究，可以认为目前比较常见的静电损伤大都具备以下三方面特点：（1）隐蔽性；（2）潜伏性；（3）随机性。由于这些特点，让人们很难预防静电的危害。

5.静电的相关防护举措研究

随着人们对于静电研究的逐步深入，人们对于静电的防护举措也随之增多，一般情况下的常见的静电防护举措是将人体和元件的作业场进行平衡，以此实现预防静电的目标。首先，佩戴防静电手腕带。人体是导体，并且是主要静电产生发源地。所以，接地就成为了比较好的防静电方式之一。将测试仪、工具、烙铁等接地。其次，为工作台面铺设防静电装置后后接地。也能实现工作台面电荷的导出，从而实现防静电的目标。第三，操作人员穿戴防静电服、工鞋。尤其是市场上常见的防静电工作服，其原料大都采用静电防尘面料，不仅能够满足人们的着装需求，同时也能够有效的帮助人体进行放电。第四，可以选择在工作地面上铺设具备防静电能力的地板或橡胶。第五，在元件运输或者包装的过程中操作者也应针对性的对电子元件予以相应的静电防护举措。

文章来源：《中国腐蚀与防护学报》 网址: http://www.zgfsyfhxb.cn/qikandaodu/2021/0417/714.html