电子元器件抗ESD技术讲义(4)

V=

Q （1.1） C从式1.1可以知道，静电带电物体的电容对其静电势有显著影响。带电物体与另一个物体或地之间的静电电压与它们之间的电容量成反比，即电容量越小，静电电压越大。静电荷相同，静电势可能有数量级的差别。

如将式1.1中的电容等效成平板电容器，其电容量C可表示为： C=

A?? （1.2） dA为电容器面积、ε为两板之间物质的介电常数、d为两板之间的距离。将（1.2）带入（1.1）得：

V=

Q?d （1.3） A??从（1.3）式也可以了解与静电电压有关的各因素。

例：人体带静电，其静电电压与所带的电荷量Q和人脚与地面的距离d成正比，与两脚的面积A（如果人是站立的）和脚底面与地间的物质的介电常数ε成反比。

又例： 在桌面的聚乙烯袋的静电势为几百伏，当人将袋子提起离开桌面时，因它对地间距增大，电容减小，会使静电势增加到几千伏。 1.3.5 影响静电产生和大小的因素

静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离子浓度有密切的关系。在高湿度环境中由于物体表面吸附有一定数量杂质离子的水分子，形成弱导电的湿气薄层，提高了绝缘体的表面电导率，可将静电荷散逸到整个材料的表面，从而使静电势降低。所以，在相对湿度高的场合，如海洋性气候地区(如我国的东南沿海地区)或潮湿的梅雨季节，静电势较低。在相对湿度低的场合，如大陆性气候地区(如我国的北方地区)或干燥的冬季，静电势就高。与普通场所相比，在空气纯净的场所(如超净车间)内，因空气中的离子浓度低，所以静电更加容易产生。

表1.4是电子生产中产生的静电势的典型值。从中可以看到，同样的动作在不同的湿度下，产生的静电电压可以相差一个量级以上。

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表1.4 电子生产中产生的静电势的典型值（单位：V） 事件 走过乙烯地毯 在工作椅上操作人员的移动 将DIP封装的器件从塑料管中取出 将印刷电路板装进泡沫包装盒中 10％ 12000 6000 2000 21000

相对湿度 40％ 5000 800 700 11000 50％ 3000 400 400 5500 1.4 静电的来源

在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。 1.4.1 人体静电

人体是最重要的静电源，这主要有三个方面的原因。其一，人体接触面广，活动范围大，很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电，同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到器件上或者通过器件放电。其二，人体与大地之间的电容低，约为50一250pF，典型值为150PF，故少量的人体静电荷即可导致很高的静电势。其三，人体的电阻较低，相当于良导体，如手到脚之间的电阻只有几百欧姆，手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆，故人体处于静电场中也容易感应起电，而且人体某一部分带电即可造成全身带电。

影响人体静电的因素十分复杂，主要体现在以下几个方面： (1) 人体静电与人体所接触的环境以及活动方式有关

表1.4列出了在几种活动中人体的静电势，图1.2则给出了操作人员在做不同的动作时手上静电势的变化曲线。

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