隨著電子產品自動化、智能化程度越來越高，靜電放電對其危害也越來越嚴重，本文根據筆者實際工作經驗及相關資料就靜電放電形成機理、對電子產品的危害及靜電放電敏感度測試、電路設計對策等提出一些觀點和看法，供大家在實際使用中參考。
關鍵詞：電子產品?? 靜電放電?? 測試? 設計

靜電是人們日常生活中一種司空見慣的現象，靜電的許多功能已經應用到軍工或民用產品中，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復印等。然而，靜電放電（ESD）卻又成為電子產品和設備的一種危害，造成電子產品和設備的功能紊亂甚至部件損壞。一個操作員在正常的設備操作中也可能因衣服或皮膚帶有危害的電荷而使機器運行紊亂，甚至損壞硬件設備。現代半導體器件的規模越來越大，工作電壓越來越低，導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對于電路引起的干擾、對元器件、CMOS電路及接口電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。電子設備的ESD也開始作為電磁兼容性測試的一項重要內容寫入國家標準和國際標準。本文就ESD的形成機理、對電子產品的危害及ESD敏感度測試、電路設計對策等問題與大家共同探討。
一、?靜電放電形成的機理及其對電子產品的危害
靜電是兩種介電系數不同的物質磨擦時，正負極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成：當兩個物體接觸時，其中一個趨于從另一個吸引電子，因而二者會形成不同的充電電位。摩擦起電是一個機械過程，依靠相對表面移動傳送電量。傳送的電量取決于接觸的次數、表面粗糙度、濕度、接觸壓力、摩擦物質的摩擦特性以及相對運動速度。兩個帶上電荷的物體也就成了靜電源。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發生的靜電是人體帶電的主要原因之一。
靜電源跟其它物體接觸時，依據電荷中和的原則，存在著電荷流動，傳送足夠的電量以抵消電壓。這個高速電量的傳送過程中，將產生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場，嚴重時將其中物體擊毀。這就是靜電放電。國家標準是這樣定義的：“靜電放電：具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移（GB/T4365-1995）”，一般用ESD表示。ESD會導致電子設備嚴重地損壞或操作失常。半導體專家以及設備的用戶都在想辦法抑制ESD。
在電子產品的生產和使用過程中，操作者是最活躍的靜電源，當人體穿著絕緣材料的織物，并且其鞋也是對地絕緣的時候，人在地面上運動時，就可能積累一定數量的電荷，當人體接觸與地相連的元件、裝置的時候就會產生靜電放電。現以人體為例，計算人體的帶電情況。
當人們穿著化纖織物時，人體運動的充電電流約 10－7～10－6A，總的充電電荷約（0.1～5）X10－6庫侖，人體對地的電容約150～250pF，若以電荷3X10－6庫侖計，則充電電壓可達5～25kV。
人體的靜電放電模型可用電阻和電容的串聯來模擬，設人體電阻R=500Ω，人體電容C=300pF，人體帶靜電電壓U=10kV，則靜電所含能量為：W=1/2（CU2）＝15（mJ）
盡管靜電電壓高達10kV，能量僅15mJ，對人體沒傷害，但當人手去觸摸設備的金屬部分時會產生火花放電，瞬間的脈沖峰值很高，很可能對電子電路產生干擾或破壞。本例中放電電流的峰值為：IP≈U／R=20（A）；放電時間很短，可近似為：Td≈RC＝150（ns），這對于MOS電路來說，則將受到致命打擊。
大多數半導體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規模集成電路器件更為脆弱。通常以半導體器件中管結與絕緣層被靜電放電擊穿的靜電電壓值來表示半導體器件的易損性。常見的半導體器件對靜電放電的易損值為100~3000V。表1列出了常見器件的易損參考值。
靜電對器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。隱性損壞在當時看不出來，但器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。