什么是ESD？

“ESD”代表靜電放電。您在日常生活中遇到過靜電能量，但可能不知道。例如，當您在干燥的時間內走過地毯后被門把手電擊時，您就經歷了 ESD 事件。當您將衣服從烘干機中取出時，它們會粘在一起，通常稱為“靜電粘著”，這是由靜電荷引起的。最引人注目的形式是雷暴中的閃電，那是巨大的靜電放電。

那么ESD是壞事嗎？

一點都不。靜電荷可用于許多積極的事情。在大多數現代復印機和計算機、激光打印機中，靜電荷用于將墨粉涂在紙張上。它還用于住宅和商用空氣凈化器，使灰塵粘在過濾器上。像任何其他形式的能源一樣，當它受到控制時，它可以用于新的生產方式，但當它不受控制時，可能會造成損害或破壞。

ESD 會造成什么危害？

在你的周圍并不多。如果您在接觸家用電腦、音響或其他電子設備時受到電擊，可能會造成一些損壞，但這種可能性很小。最有可能的是，您的計算機會重置，或者您的立體音響會清除您記錄的所有電臺。大多數公司在其產品中設計了針對 ESD 的保護措施。

當然，如果您已經拆開計算機或立體音響，并且在接觸內部組件時發生 ESD 事件，那么您很有可能會損壞或毀壞電子電路。當您接觸內部零件和組件時，這些產品中設計的保護不再有效，因為單個組件通常很少或沒有內置 ESD 保護。考慮到這一點，請考慮制造您的計算機或立體聲音響的工廠，在那里工作的人員和機器不斷與這些產品的內部運作和組件接觸。此類工廠中的 ESD 成本可能高得驚人。制造設施中的靜電放電會導致在那里組裝的產品出現各種缺陷和問題，它還可能損壞制造過程中使用的敏感設備和機器。ESD 是生產從計算機和音響到電子元件的所有產品的工廠的一個巨大問題。甚至小麥粉和肥料也是。

小麥粉和肥料？

是的，有兩個原因。靜電荷的特性之一是它能吸引灰塵并使其粘在物體上。在生產面粉、化肥和其他動力產品的工廠里，通常會有相當多的灰塵飛揚。固定裝置或表面上的靜電電荷很容易使它們很快被該區域的粉末或灰塵覆蓋。

第二個原因是靜電放電引起的火花非常熱，即使當你觸摸那個臭名昭著的門把手時幾乎感覺不到它。畢竟，這只是一個非常小的閃電。許多粉末，例如小麥粉，在空氣中以灰塵的形式漂浮時具有驚人的爆炸性。

想象一下，一個面粉廠正在把生小麥變成用來做面包的面粉。機器正在運轉，空氣中飄浮著細小的麥塵。一個工廠工人走過車間時，他的滌綸工作服會產生靜電。當他到達機器時，他伸出手去觸摸一個控制面板，出現了靜電放電事件，一個微小的火花從他的指尖跳到控制面板上。這個微小的火花點燃了他指尖處的空氣中的灰塵，然后火焰迅速穿過懸浮在工廠空氣中的灰塵，在不到一秒鐘的時間里，一場巨大的爆炸導致工廠起火并成為一片廢墟。這種類型的災難雖然不常見，但卻是傳奇。

在這種環境下，靜電放電控制可以做兩件事:首先，它們的工作是最小化懸浮在空氣中的灰塵和表面收集的灰塵，這樣就減少了爆炸的幾率。第二，它們的作用是減少或消除工人在工作時產生靜電的可能性。沒有火花，就沒有爆炸。

ESD在許多其他行業也是一個問題。印刷機、生產塑料薄膜和其他薄膜產品的工廠、醫院手術室，僅舉幾例，都必須處理靜電放電及其對產品、設備和可能傷害到人的潛在危害。

那么，ESD從何而來？

一堂復雜的物理課可能是為了解釋靜電荷是如何產生的，但為了討論的目的，我們將使用一個非常簡單的解釋。

大多數靜電荷是由兩種不同的材料摩擦在一起引起的。當這種情況發生時，其中一種材料趨于帶正電，而另一種材料趨于帶負電。您可將這些電荷視為汽車電池正極和負極連接處的能量；只要沒有什么條件讓正能量到達負能量，一切都會保持原樣，或者說“靜止”。

當您走過地毯時，您的鞋子會與地板摩擦并產生靜電并儲存在您的身體中。在烘干機中翻滾的衣服與滾筒和其他衣服摩擦，產生靜電電荷，靜電電荷儲存在衣服本身中。當大量不同溫度或壓力的空氣相互碰撞和摩擦時，會產生大量電荷并儲存在云中。

當然，不同的材料產生不同量的電荷。毫無疑問，當塑料與其他材料摩擦時會產生最大的電荷。大多數服裝、地毯、家具、電器、機器都含有各種類型的塑料。其他產生較大電荷的材料是頭發、毛皮、橡膠和空氣。甚至可以用紙、紙板和水制造電荷。

要記住的一件事是，不能從導電材料（例如金屬板、鋁箔和銅）中產生靜電荷，僅舉幾例。

這種靜電荷實際上是如何損壞物體的？

雖然已經解釋了靜電荷如何引起火災，但由 ESD 引發的火災和爆炸很少見。大多數情況下，損壞的形式是損壞或損壞的電子元件。

想象一個人在焊接一塊金屬。焊機有兩根電纜；一種是正的，一種是負的。工人將負極電纜連接到他要焊接的金屬上，正極電纜連接到他手機中的焊條上。當他將焊條靠近他想要焊接的金屬時，電荷從焊條跳到金屬上并產生電弧。這個電弧足夠熱，可以熔化金屬，然后焊縫就完成了。

現在想象一下電子元件的內部，例如集成電路。有各種金屬線可以讓組件發揮作用。組件的所有內部導體都接近相同的電荷水平，因此不會發生放電或損壞。然而，當帶有電荷的人將他的手指接觸到組件的引線時，他的電荷會從他的身體傳播到通向組件內部的一根電線中。當它靠近不同電荷的金屬時，靜電能會產生電弧，從一個組件跳到另一個組件。

顯然，集成電路內部的這個弧線很小，但里面的金屬部分同樣小。部件中的電弧與焊工的電弧作用非常相似，熔化或汽化部件中的某些金屬。這可能會導致組件中的金屬部件“短路”在一起，或者被完全吹走。當解剖一個 ESD 損壞的部件并用電子顯微鏡拍攝 ESD 事件的區域時，部件內部的損壞看起來與焊工對已焊接金屬的影響完全一樣。

但是，并非所有 ESD 損壞都如此明顯。當電子元件被 ESD 事件損壞時，隔離壞部件并更換它是相當簡單的（雖然昂貴）。當組件已損壞但仍能正常工作時，會出現更大的問題。當機器或產品仍在工廠時，它運行良好。但是，內部組件的 ESD 損壞可能會在數天、數周甚至數月后導致故障。很多時候，工廠可能沒有意識到它有 ESD 問題，直到他們注意到他們的產品在最初工作正常時被退回的數量很高。

那么ESD是如何控制的呢？

這取決于靜電問題發生在哪里，比如令人震驚的門把手。地毯可以使用一些材料來阻止電荷的產生。在干衣機中，您可以添加織物柔軟劑片材，將少量化學物質涂抹在您的衣服上，使它們能夠抵抗電荷的積聚。

然而，在工廠中解決 ESD 問題要復雜得多。工廠配備了不會產生電荷的導電地板。員工穿著特殊的外套，或鞋子上有接地帶。當他們在工作臺上時，員工從手腕上戴上靜電手環以將身體接地。各種類型的靜電消除器用于產生溫和的電離空氣流，以中和各種材料上的靜電荷。