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靜電在電子/工業(yè)應用會(huì )帶來(lái)的哪些問(wèn)題?

來(lái)源: 作者:VSY 2023/9/13 14:58:20

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什么是靜電?

靜電是指一種處于靜止狀態(tài)的電荷或者說(shuō)不流動(dòng)的電荷。當電荷聚集在某個(gè)物體上或表面時(shí)就形成了靜電,當帶靜電物體接觸接地物體或與其有電位差的物體時(shí)都會(huì )發(fā)生電荷轉移,就是我們日常見(jiàn)到火花放電現象,即為靜電現象。

當電荷在-——導體(conductor)表面時(shí),它會(huì )自由流動(dòng),直至電荷平均分布在該表面上,才會(huì )停止。若該導體表面接地,則電荷會(huì )全數流走。

當電荷在-——絕緣體(insulator)表面時(shí),它會(huì )被束縛著(zhù),不能自由流動(dòng)。所以,在絕緣體表面,不同區域,可有不同的電荷量和極性。若該絕緣表面接地,電荷仍會(huì )停留不動(dòng),不會(huì )流走。

 

靜電產(chǎn)生方式主要有哪些?

1、摩擦:在日常生活中,任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電,而產(chǎn)生靜電的方法就是摩擦生電。材料的絕緣性越好,越容易摩擦生電。另外,任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離,也能產(chǎn)生靜電。

2、感應:針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動(dòng),如將其置于一電場(chǎng)中,由于同性相斥,異性相吸,正負離子就會(huì )轉移。

3、傳導:針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動(dòng),如與帶電物體接觸,將發(fā)生電荷轉移。

 

靜電在電子/工業(yè)應用會(huì )帶來(lái)的哪些問(wèn)題?

由靜電荷所引起的問(wèn)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))

當一表面上有靜電荷時(shí),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(shí),其電荷就以放電方式,把兩電位等同。在放電時(shí)所產(chǎn)生的放電電流是強大,通常在 Ampere 級,但放電時(shí)間十分短促,通常在 nanosecond 級或 GHz 級。

有些時(shí)候 ESD 的發(fā)生,并沒(méi)有把物體破壞,而只把某部份的品質(zhì)降低,這一現象稱(chēng)為潛伏性的ESD問(wèn)題。

1. 潛伏性的 ESD 問(wèn)題會(huì )累積起來(lái)而加深其嚴重性;

2. 潛伏性的 ESD 問(wèn)題表面上看來(lái)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、維修及公司的聲譽(yù)等等;

3. 潛伏性的ESD問(wèn)題無(wú)可否認是一個(gè)非常嚴重的問(wèn)題,現今的科技仍未有辦法透過(guò)某些的測試把已含有此類(lèi)問(wèn)題(已受損但應正常工作的元件)的物件找出來(lái)。請注意,已受到破壞的元件,可以在工廠(chǎng)內透過(guò)各種測試可以輕易地把它找出來(lái),但已存有潛伏性的 ESD 問(wèn)題的元件,未必一定能透過(guò)高溫或老化測試把它找出來(lái)。

 

2、靜電吸附(ESA)

當有靜電荷在一物件表面時(shí),它的靜電場(chǎng)會(huì )把附近異性的電荷微粒吸引到它的表面,亦會(huì )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(chǎng)強度(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(shí),其吸力很難在沒(méi)有機械力的情形下清除,這種靜電吸附的問(wèn)題,會(huì )出現下面幾個(gè)問(wèn)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而造成堵塞和阻礙流通;

4. 產(chǎn)品放下時(shí)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(huì )在空間產(chǎn)生一相應的電磁脈沖,這脈沖若與設備上的處理器或數據流的訊號頻率相若,則可能會(huì )做成干擾,影響設備正常運作。

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(wú)故停止運作

5. 不真實(shí)存在之粒子

6. 校準失效

7. 軟件錯誤的假象


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