靜電（static electricity），是一種處於靜止狀態的電荷。在乾燥和多風的秋天，在日常生活中，人們常常會碰到這種現象：晚上脫衣服睡覺時，黑暗中常聽到噼啪的聲響，而且伴有藍光，見面握手時，手指剛一接觸到對方，會突然感到指尖針刺般刺痛，令人大驚失色；早上起來梳頭時，頭髮會經常“飄”起來，越理越亂，拉門把手、開水龍頭時都會“觸電”，時常發出“啪、啪”的聲響，這就是發生在人體的靜電。
基本介紹
- 中文名：靜電擊穿
- 外文名：Electrostatic breakdown
什麼是靜電：
靜電是一種電能，它存在於物體表面，是正負電荷在局部失衡時產生的一種現象。靜電現象是指電荷在產生與消失過程中所表現出的現象的總稱，如摩擦起電就是一種靜電現象。
為什麼要防靜電：
由於電子行業的迅速發展，體積小、集成度高的器件得到大規模生產，從而導致導線間距越來越小，絕緣膜越來越薄，致使耐擊穿電壓也愈來愈低。而電子產品在生產、運輸、儲存和轉運等過程中所產生的靜電電壓卻遠遠超過其擊穿電壓閾值，這就可能造成器件的擊穿或失效，影響產品的技術指標，降低其可靠性。由此可見，靜電是電子行業發展中的一大障礙。所以預防靜電必須提到議事日程上來，以確保產品的質量。
靜電的危害：
靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。平時可能體會不到，人走過化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑膠說明書大約7000伏，對於一些敏感儀器來講，這個電壓可能會是致命的危害。
電子行業中靜電障害可分為兩類：一是由靜電引力引起的浮游塵埃的吸附；二是由靜電放電引起的介質擊穿；
1． 靜電吸附
在半導體元器件的生產製造過程中,
由於大量使用了石英及高分子物質製成的器具和材料，其絕緣度很高，在使用過程中一些不可避免的摩擦可造成其表面電荷不斷積聚,且電位愈來愈高。表1列出了半導體元器件及其使用環境中部分物品表面的靜電電位。
表1
名 稱 芯 片 工作檯表面 操作人員
靜電電位 5.0(kV) 35(kV) 100(kV)
從表1可見，它們的靜電電位都很高。由於靜電的力學效應，在這種情況下,
很容易使工作場所的浮游塵埃吸附於晶片表面，而很小的塵埃吸附都有可能影響半導體器件的良好性能。所以電子產品的生產必須在清潔環境中操作，並且操作人員、器具及環境必須採取一系列的防靜電措施，以防止和降低靜電危害的形成。
2．介質擊穿的分類
由靜電引起元器件的擊穿是電子工業中靜電危害的主要方式。在強電場中，隨著電場強的增強，電荷不斷積累，當達到一定程度時，電介質會失去極化特徵而成為導體，最後產生介質的熱損壞現象，這種現象稱為電介質的擊穿。介質擊穿分熱擊穿、化學擊穿和電擊穿三種形式。
（1）熱擊穿
介質工作時，當損耗產生的熱量大於介質向周圍散發的熱量時，介質的溫度迅速升高，導電隨之增加，直至介質的熱損壞。可見熱擊穿的核心問題是散熱問題。所以熱設計是產品設計的重要環節之一。
（2）化學擊穿
在高壓下，強電場會在介質表面或內部的缺陷小孔附近產生局部空氣碰撞電離，引起介質電輝，生成化學物質--臭氧和二氧化碳，使絕緣性能降低，致使介質損壞。
（3）電擊穿 電擊穿是介質在強電場作用下,
被擊發出自由電子而引起的。自由電子隨電場強度的增加而急劇增加，從而破壞介質的絕緣性能。可見電擊穿的本質是電荷積聚所致,
因而防止電荷積聚就可防止電擊穿。一般把擊穿的臨界電壓稱為擊穿電壓, 臨界場強稱為擊穿場強。
3．靜電的擊穿與放電
（1）靜電放電
靜電放電與外加穩定電源產生的放電雖然同為電荷積聚所致，但又有著明顯的區別。首先，在靜電放電的情況下，起放電電源是空間電荷，因而它所儲存的能量是有限的，不像外加電源那樣具有持續放電的能力，故它僅能提供短暫發生的局部擊穿能量。雖然靜電放電的能量較小,
但其放電波形很複雜，控制起來也比較麻煩。半導體器件的軟擊穿就與它有關。
（2）靜電擊穿
由靜電擊穿引起的元器件擊穿損壞是電子工業中，特別是電子產品製造中最普遍、最嚴重的危害。
靜電放電可能造成器件硬擊穿或軟擊穿。硬擊穿是一次性造成器件的永久性失效，如器件的輸出與輸入開路或短路。軟擊穿則可使器件的性能劣化，並使其指標參數降低而造成故障隱患。由於軟擊穿可使電路時好時壞（指標參數降低所致），且不易被發現，給整機運行和查找故障造成很大麻煩。軟擊穿時設備仍能帶"病"工作，性能未發生根本變化，很可能通過出廠檢驗，但隨時可能造成再次失效。多次軟擊穿就能造成硬擊穿，使設備運行不正常，既給用戶造成損失，也影響廠家聲譽和產品的銷售。
4．人體靜電
在工業生產中，引起元器件損壞和對電子設備的正常運行產生干擾的一個主要原因是人體靜電放電。人體靜電放電既可能造成人體遭電擊而降低工作效率，又可能引發二次事故（即器件損壞），因此人體靜電應引起足夠重視。人體形成靜電的原因是人體在日常工作中，把人體所消耗的機械能在活動中轉換為電能。人體是一個靜電導體，當與大地絕緣時（如穿的鞋底為絕緣物質），人體與大地就形成一個電容，使電荷儲存起來，其充電電壓一般
≤50kV。當電荷儲積到一定程度時，一旦條件成熟會放電形成火花，瞬時放電電壓可達數千千伏，放電功率可達幾千千瓦。
人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應等因素，可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電。靜電在多個領域造成嚴重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業中的兩大危害。
生產過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，禁止與接地。
靜電防護工作是一項長期的系統工程，任何環節的失誤或疏漏，都將導致靜電防護工作的失敗。
當直接災難性失敗模式發生時，一個元氣件在某點上是被擊穿，它將再也不能起到作用。這種靜電放電損毀類型既簡單易發現，因在測試中它通常能被測到。
當潛在失敗發生時，靜電放電使元氣件對於某點上削弱或受傷，在測試中，它將仍然可以通過。但是，長時間受傷的元氣件會引起不良的表現，最終導致系統失敗。因為潛在失敗發生是在最後的檢查或是在公司的控制範圍外，這個修理成本是非常高的，不僅這種類型損傷很難發現，它將幾次影響貴司產品的聲譽，當混亂失敗模式發生時，一個靜電釋放引起一個電流漂移，它不是引起整個意義上的失敗。但是，在使用時可能斷斷續續地導致門限泄漏，以致引起軟體損失或儲存不正確信息。
靜電是如何產生的：
1、絕緣體之間摩擦而產生靜電
2、傳導
3、感應
4、靜電感應只對導體、半導體有用。
如何防靜電：
接地
接地對於減少在導體上產生的靜電荷是非常重要的，人體是導體，並且是主要靜電產生髮源地。因此，我們必須減少在接觸敏感防靜電元件或組件的人身上產生的靜電荷。預防在人體上產生靜電最好是通過人體接地。
幾種個人接地裝置
在工業中，手腕帶是最常用的接地裝置。手腕帶將安全且有效地排走你身體上的靜電荷，合理地發揮一個手腕帶的作用需要合理地接觸皮膚。一個髒的或松的手腕帶可能保留著漏走的靜電荷，使防靜電控制失效。導電的鞋類或腳接地可以被使用或補充手腕帶不足。
工作站接地裝置
導電或靜電耗散工作表面是一個靜電安全工作站必不可少的一部份，特別是那些用手組裝發生的地方，當使用手腕帶，對於乾淨工作表面並且合適地接到一個公共點上接地是必要的，導電或靜電耗散材料能夠產生靜電荷，但是當合適地把他們接地後，他們可以有效地漏走靜電荷。
隔離
下一個概念是在儲存或運輸過程中隔離元氣件和組件。從帶電物體或帶電靜電場中隔離出來。在儲存或運輸過程中，絕緣體是最好的方式來阻止靜電釋放損傷發生。既然接地不能排走靜電荷或絕緣體，它是有必要從他們中隔離敏感元氣件和組件。在靜止工作、出貨、搬運區域減少常規塑膠和其它類型的絕緣體是最好方法從絕緣體中隔離產品。隔離也可通過限止進入整個工作區域或工作站來完成。
最後，我們利用這個事實，靜電荷不能進入由導體材料或導體層做成的容器。這個效應被稱作法拉第杯效應。在儲存和運輸電子元氣件或裝載線路板時，確保有近似法拉第杯特性的容器被使用，這些容器將會從靜電釋放擊傷當中隔離出來。
法拉第杯
這種類型法拉第杯通常用在控制靜電釋放，它是金屬袋、導電袋、有蓋的周轉盒，這些法拉第杯可以攜帶這些在表面上的靜電荷並且在打開之前將它移走。
中和
由於接地和隔離將不能從絕緣體諸如人工合成的布或常規塑膠當中釋放電荷，所以中和就顯得重要了。從絕緣體中中和或移走在製程工作中自然產生的電荷，稱之為電離。離子是存在於空氣中簡單帶電物質，離子是由於自然能源物質產生的，它包括太陽光、照明、露天為焰和輻射。
我們可以通過離子發生器人造成上萬億的離子，離子發生器使用高電壓產生一個平衡的混合帶電離子，並且用風扇幫助離子漂移到物體上或區域裡中和。離子化可以在八秒鐘內中和在絕緣體上的靜電荷，因此可以減少他們潛在的引起的傷害。通過離子化中合不是接地或隔離的替代品，離子化僅減少靜電釋放事故發生的可能性或風險。
