静电ESD对电子制造业的危害
随着工业的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用，一些电阻率很高的高分子材料如塑料，橡胶等制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化，使得静电能积蓄到很高的程度。另一方面，静电敏感材料的生产和使用，如轻质油品，火药，固态电子器件等，工矿企业部门受到静电的危害也越来越突出，静电危害造成了相当严重的后果和损失。 据报道，日本曾统计，不合格的电子器件中有45％是静电放电危害造成。在电子工业领域，全球每年因静电造成的损失高达百亿。
现代工业生产中，物体间的机械分离、与带电的物体接触或孤立导体上的静电感应作用，从而存在着大量的静电现象。
纺织业中
在纺织工业中使用的自由端静电纺纱，具有工艺流程短、产量高、噪音低、用电省、飞花少、织物耐磨性强等优点，它利用静电场将单纤维顺直排列和凝聚，用加捻机加捻成纱。由于电晕放电、摩擦、接触、极化、电离等方式，使纱织纤维带有静电位。例如棉花电位为-50V，人造丝电位为-100V，维尼纶电位为900V，尼龙电位为1.05kv。
橡胶工业中
在橡胶工业中，合成橡胶从苯槽中出来时，表面电荷密度达7×10-6C/m2，静电位可达250 kv。橡胶压延机压出时，产品静电位高达-80 kv。涂胶机的静电位为-30 kv。
印刷和造纸工业中
在印刷和造纸工业中，纸离开辊筒时静电位可达10~20 kv，经过加光机达50 kv。印刷时，纸张静电位可达1.0 kv，在照像凹板印刷的场合，纸张带电密度为10-8~10-10C/ m2。
石油工业中
在石油工业中，汽油在金属管道中流动时带负电荷，而管道带正电荷，汽油流经棉制品材料时电位为2.6 kv。槽车装油时，油面电位高在10 kv以上。在石油精炼过程中，油品经反复加压、加热、喷射、冷却和压送等工序，将使油料带有大量电荷。油罐车在马路上行驶时轮胎摩擦起电，油料本身由于摇晃也起电，油品经过地阀门、泵、过滤器和其他截面改变之处剧烈起电，特别在过滤时起电电位很高。
运车运输工业中
在汽车运输工业中，轮胎的电阻率为108~1011Ω.cm，在一般车速下可充电15~50 kv，甚至达100 kv。传递皮带上带电30~40 kv，济高达80 kv。
塑料工业中
在塑料工业中，塑料制品表面电阻率为1016~1020Ω.cm，表面经摩擦其电位可达1kv以上。赛璐璐相互摩擦时带电电位高达40kv。
电子工业中
在电子工业中，由于产品的小型化。对静电愈加敏感。器件加工中，摩擦起电、人体带电、感应起电都是静电产生的重要方式。例如，操作者的人体与大地绝缘时，静电位可高达1.5~35 kv.如此高的静电位一旦放电,足以使静电敏感电子元器件、组件和设备毁坏、受损、硬击穿或软击穿，形成长久性或暂时性失效，或突然失效和潜在失效，还可能因静电放电产生宽带杂波干扰信号，导致电子设备误动作或其他故障，下表为电子器件所能承受的静电电压。
1)硬损伤：又称“突发性完全失效”“一次性损坏”约占10%。表现为器件电参数突然劣化，失去原有功能。主要原因是静电放电造成过压使得介质被击穿，或过流使得内部电路金属导线熔断、硅片局部融化等。硬损伤可通过常规的性能测试手段及时发现，相对软失效而言危害要小得多。 2)软损伤：又称“潜在性缓慢失效”“多次损伤累积后失效”约占90%。受到软损伤的器件，虽然当时各类电参数仍合格，然而其使用寿命却大大缩短了。含有这些器件的产品或系统，可靠性变差，可能会在后续过程中（直至济终用户）继续遭受ESD软损伤或其它过应力损伤积累而过早地失效。由于软损伤是潜在的，运用目前的技术还很难证明或检测出来，特别是器件被装入整机产品之后，因此具有更大的危害性。 静电的基本物理特征：吸引与排斥的力量；与大地间有电位差；产生放电电流由于这些特征，静电放电对半导体器件可能产生以下破坏： 3)引起过早失效的漏电流增加，击穿电压变化对器件的功能性破坏。尽管静电敏感器件的内部已进行了保护处理，但这仅仅是当电荷传递局限于一定尺寸和持续一定的时间内进行才有效。据有关检测报告证明，静电放电的损害往往只有1O％ 造成电子元器件当时完全失效，通常表现为短路、开路以及参数的严重变化，超出其额定范围，器件完全丧失了其特定的功能；另外的90％会潜伏下来，造成积累效应。一般情况下，一次ESD还不足以引起器件立即完全失效，但元件内部会存在某种程度的轻微损伤，通常表现为参数有小的偏差或漂移。潜在的失效并不明显，因而极易被人们忽视。若这种元器件继续工作，随着ESD次数的增加，积累效应就会越来越明显，其损伤程度会加剧，济终导致失效。 随着大规模MOS电路及贴装器件(SMD)的应用和元器件工艺技术的发展，导致对静电放电(ESD)的能量敏感性增加，极易引起薄的绝缘层损坏而失效。各类半导体器件的静电破坏电压，如下表： 半导体器件的静电破坏电压
从以上表中可以了解到集成电路对静电的敏感性，各种芯片不同之处就在于所能承受的静电压值不同。实际工作条件中，20 V的静电电压直接接触器件就足以毁坏或降低其性能。
静电对电子产品生产造成的危害
静电对电子产品生产造成的危害主要有以下几个方面。
1) 静电吸附空气中的灰尘，易造成器件引线间的短路；
2) 静电放电破坏，使元件受损不能工作；
3) 静电放电电场或电流产生的热使元件受损；
4) 静电放电的幅度很大，频谱极宽(从几十兆到几千兆，迭几百伏／米)的电磁场使电子产品受到电磁干扰而损坏。
5)静电放电损害的产品返工、返修，增加生产费用，影响企业的经济效益。
综上所述，静电危害存在于电子产品生产的全过程。如果对生产过程中易受静电损害的部位加以控制，就会使生产过程中的静电危害程度限制在济低程度。
静电防护对策
（一）ESD控制的基本原则
1) 做好ESD防护设计：器件选型、合理布线、设计保护电路等。
2) 消除和减少静电的产生：减少或消除静电产生的过程、维持过程和材料处于等电势等。
3) 使静电荷泻放与中和：使用静电导体、接地、电离器来泻放与中和静电，如下图
4) 保护产品免遭ESD伤害：使用防静电材料包装和储运。如下图
（二）防静电区设计原则
1) 抑制静电荷的积累和静电压的产生。如设备、仪器、工装不使用塑料、有机玻璃、普通塑料袋。
2) 可靠、迅速、有效地消除已产生的静电荷，使用有绳防静电腕带、防静电椅、防静电周转车、防静电周转箱。
3) 保证静电压小于100V。
（三）防静电系统要素
1) 地面：防静电地面（防静电水磨石，防静电地板）体电阻105～109Ω，敷设地线网。
2) 接地：
a、 防静电工作区必须有可靠可靠的防静电接地装置，地电阻小于4Ω。防静电地线不得与电源零线相接，不得与防雷地线共用，使用三相五线制供电时，其地线可以作防静电地线。
b、工作台面、地垫等
静电造成的事故
1）1969年底在不到一个月的时间里，由于静电放电（ESD）引发荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时相继发生爆炸；
2）静电放电曾使国际通讯卫星及美国的阿尼克、欧洲航天局的航海通讯卫星等数十颗卫星发生故障，不能正常飞行；
3）头个阿波罗载人宇宙飞船也是由于静电放电导致火灾、爆炸，使三名宇航员丧生。
4）我国在上个世纪中后期，石化企业曾发生30多起较大的静电事故，如上海某石化公司的2000m3甲苯罐、山东齐鲁某公司的胶渣罐、抚顺某石化公司的航煤罐以及天津某公司的北仓二罐站等都因静电造成了严重的火灾爆炸事故。
静电现象与我们的生活、生产密切相关。静电技术，已广泛应用于基础理论研究、信息工程、空间技术、计算机工程、大规模集成电路生产、环境保护、生物技术、选矿和物质分离、医疗卫生**、食品保鲜、石油化工、纺织印染、农业生产等各个领域。现正在形成一个新兴的“静电产业”。在此简单介绍几种静电技术的应用，以期抛砖引玉。
农业方面
静电喷药该技术应用高压静电使雾滴充电，带电的雾滴在静电场作用下，快速、均匀飞向并吸附在作物上，减少了雾滴漂移，提高了农药在作物茎叶正反面、隐蔽部位的沉积率，增加了**与病虫害接触的机会，减少了药液损失，降低了对环境的污染。
静电育种大量实验研究数据表明，静电场具有生物效应，能够引起生物遗传因子的明显变化，是培育新品种的有效手段。
纺织、印染方面
静电纺纱：静电纺纱是利用静电感应原理，使纤维带电，从而定向、凝聚、排列、伸直，并由加捻机加捻成纱的一种纺纱方法。
静电植绒：静电植绒是利用电荷同性相斥异性相吸的物理特性，使绒毛带上负电荷，把需要植绒的物体放在零电位或接地条件下，绒毛受到异电位被植物体的吸引，呈垂直状加速飞升到需要植绒的物体表面上，由于被植物体涂有胶粘剂，绒毛就被垂直粘在被植物体上，因此静电植绒是利用电荷的自然特性产生的一种生产新工艺。
静电复印：复印机利用了静电吸附原理，具有简便、迅速、清晰、可扩印和缩印，还可复印彩色原件等优点。复印机的核心部件是有机光导体鼓（OPC）。它是一个金属圆筒，表面涂覆有机光导体。没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。工作流程：
1．照明和聚焦成像
复印前先通过机内电路使有机光导体鼓在暗处带电（甲）。复印时强光照在文件上，文件反射的光通过光学系统在鼓上成像，亮处的OPC层变成导体，所带的电荷流失，暗处的电荷保留下来。这时在鼓上出现一个电荷组成的“潜像”（乙），肉眼不能看见。
2．静电显影
有机光导体鼓在转动，潜像经过墨粉盒时，已经带相反电荷的墨粉被吸附在鼓表面带电部位上，鼓表面的潜像变成了可见的像（丙）。
3．转印和定影
有机光导体鼓继续转动，经过复印纸时把墨粉印在纸上，白纸变成了文件的副本。有机光导体鼓不停地转动，文件就一页一页的复印出来了。墨粉是掺了树脂胶的，复印件要加热，墨粉才能长久的粘在纸上（丁）。
工业方面
静电除尘：气体除尘方法的一种。利用静电场使气体电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极从而被收集。常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘。冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物。
静电分选：物料经给料系统均匀散布在接地转动电极光滑表面上，带电的物料与接地分选滚筒电极交换，两种不同静电性能不同的物料有差异。然后带电的物料进入分选区，在静电力、重力、离心力等的合力下落。完成两种不同电性物料的分离。应用在选矿等方面。
静电喷涂：静电喷涂可用于工业的喷漆及敷粉。该技术使用某种方法使涂料粒子带上静电荷，并在被涂工件上加上相反的电压，涂料粒子由于库仑力的作用就被涂到工件上。这种方法可使涂料与工件表面结合得更牢固，而且工件表面凹陷部分也能均匀涂料。同传统技术相比可以节约原料，降低成本。
医疗卫生、食物保鲜方面
静电**：电常温**技术是我国科技工作者率先完成的一项新技术，其中包括电磁**和臭氧杀两项技术。
电磁**技术是采用高压静电场和交变电场、静磁场和交变磁场对液体进行静电常温**技术。它解决了传统**方法难以克服的高温**破坏水果汁、蔬菜汁、啤酒等饮料营养成分的难题，**效率达到100％。
静电臭氧**技术主要是指静电臭氧发生技术。过去是采用点发电技术，臭氧发生量很少现在采用的是面放电技术，臭氧的发生量增加几十倍。因此，成率迅速降低。臭氧是一种强氧化物，可用于****。臭氧有净化空气、消除臭味之功效。国际上正在进行工业自来水臭氧**技术的研究试验，用以取代化学**方法。
