靜電基礎(chǔ)知識(3):由靜電荷所引起的問題主要有三種:靜電放電(ESD)、靜電吸附(ESA)和靜電放電引起的電磁波干擾(ESD Induced EMI)。
1、靜電放電(Electrostatic Discharge (ESD))
當(dāng)一表面上有靜電荷時,它就有電位,若附近有另一不同的電位,產(chǎn)生電壓差,而距離又合符放電條件時,其電荷就以放電方式,把兩電位等同。在放電時所產(chǎn)生的放電電流是強(qiáng)大,通常在 Ampere 級,但放電時間十分短促,通常在 nanosecond 級或 GHz 級。
1.1、潛伏性的靜電放電 (ESD) 問題
有些時候 ESD 的發(fā)生,并沒有把物體破壞,而只把某部份的品質(zhì)降低,這一現(xiàn)象便稱為潛伏性的ESD問題。
請留意以下幾點(diǎn):
1. 潛伏性的 ESD 問題會累積起來而加深其嚴(yán)重性;
2. 潛伏性的 ESD 問題表面上看來只影響了完成品的用家,但實(shí)際上亦影響了各層次的制造商,如保用費(fèi)、維修及公司的聲譽(yù)等等;
3. 潛伏性的ESD問題無可否認(rèn)是一個非常嚴(yán)重的問題,現(xiàn)今的科技仍未有辦法透過某些的測試把已含有此類問題(已受損但應(yīng)正常工作的元件)的物件找出來。請注意,已受到破壞的元件,可以在工廠內(nèi)透過各種測試可以輕易地把它找出來,但已存有潛伏性的 ESD 問題的元件,未必一定能透過高溫或老化測試把它找出來。
根據(jù)美國 ESDA 協(xié)會,靜電放電可分為 3 種模式:
1. 人體放電模式 (Human Body Model (HBM)) :物體與人放電;
2. 金屬放電模式 (Machine Model (MM)) :物體與金屬放電;
3. 帶電器件放電模式 (Charged Device Model (CDM)) :物體與帶有靜電荷的用具放電。
這 3 種模式,都是根據(jù)物體與不同對象之間放電時,放電路徑上的由電阻/電容/電感組成的阻抗,對所產(chǎn)生的放電能量/電流/脈沖,根據(jù)模式歸納,并系統(tǒng)化測試評定物體對靜電的敏感度,是電子/工業(yè)的重要指引。
2、靜電吸附(ESA)
當(dāng)有靜電荷在一物件表面時,它的靜電場會把附近異性的電荷微粒吸引到它的表面,亦會把附近不帶電的微粒極化,從而引致其隱性帶有異性電荷,吸引到它的表面上,其吸力與電場強(qiáng)度(即是表面上有多少電荷)成正比, 亦和與微粒的距離成平方反比,微粒吸附在帶靜電荷的表面時,故極難在沒有機(jī)械力的情形,這種靜電吸附的問題,會出現(xiàn)下面幾個問題:
1. 產(chǎn)品表面吸附塵埃微粒而受污染;
2. 產(chǎn)品被靜電吸附在包裝口不能掉進(jìn)包裝;
3. 產(chǎn)品之間互相吸附成團(tuán)而造成堵塞和阻礙流通;
4. 產(chǎn)品放下時受靜電影響而位置錯放。
3、靜電放電引起的電磁波干擾(ESD Induced EMI)
由靜電放電所產(chǎn)生的電流脈沖約在1-10ns之間,即約100MHz至1GHz的水平,會在空間產(chǎn)生一相應(yīng)的電磁脈沖,這脈沖若與設(shè)備上的處理器或數(shù)據(jù)流的訊號頻率相若,則可能會做成干擾,影響設(shè)備正常運(yùn)作。
1. 混亂的程式指令
2. 混亂的資料
3. 不明之錯誤信息
4. 微處理器無故停止運(yùn)作
5. 不真實(shí)存在之粒子
6. 校準(zhǔn)失效
7. 軟件錯誤的假象