什么是ESD？

“ESD”代表静电放电。您在日常生活中遇到过静电能量，但可能不知道。例如，当您在干燥的时间内走过地毯后被门把手电击时，您就经历了 ESD 事件。当您将衣服从烘干机中取出时，它们会粘在一起，通常称为“静电粘着”，这是由静电荷引起的。最引人注目的形式是雷暴中的闪电，那是巨大的静电放电。

那么ESD是坏事吗？

一点都不。静电荷可用于许多积极的事情。在大多数现代复印机和计算机、激光打印机中，静电荷用于将墨粉涂在纸张上。它还用于住宅和商用空气净化器，使灰尘粘在过滤器上。像任何其他形式的能源一样，当它受到控制时，它可以用于新的生产方式，但当它不受控制时，可能会造成损害或破坏。

ESD 会造成什么危害？

在你的周围并不多。如果您在接触家用电脑、音响或其他电子设备时受到电击，可能会造成一些损坏，但这种可能性很小。最有可能的是，您的计算机会重置，或者您的立体音响会清除您记录的所有电台。大多数公司在其产品中设计了针对 ESD 的保护措施。

当然，如果您已经拆开计算机或立体音响，并且在接触内部组件时发生 ESD 事件，那么您很有可能会损坏或毁坏电子电路。当您接触内部零件和组件时，这些产品中设计的保护不再有效，因为单个组件通常很少或没有内置 ESD 保护。考虑到这一点，请考虑制造您的计算机或立体声音响的工厂，在那里工作的人员和机器不断与这些产品的内部运作和组件接触。此类工厂中的 ESD 成本可能高得惊人。制造设施中的静电放电会导致在那里组装的产品出现各种缺陷和问题，它还可能损坏制造过程中使用的敏感设备和机器。ESD 是生产从计算机和音响到电子元件的所有产品的工厂的一个巨大问题。甚至小麦粉和肥料也是。

小麦粉和肥料？

是的，有两个原因。静电荷的特性之一是它能吸引灰尘并使其粘在物体上。在生产面粉、化肥和其他动力产品的工厂里，通常会有相当多的灰尘飞扬。固定装置或表面上的静电电荷很容易使它们很快被该区域的粉末或灰尘覆盖。

第二个原因是静电放电引起的火花非常热，即使当你触摸那个臭名昭著的门把手时几乎感觉不到它。毕竟，这只是一个非常小的闪电。许多粉末，例如小麦粉，在空气中以灰尘的形式漂浮时具有惊人的爆炸性。

想象一下，一个面粉厂正在把生小麦变成用来做面包的面粉。机器正在运转，空气中飘浮着细小的麦尘。一个工厂工人走过车间时，他的涤纶工作服会产生静电。当他到达机器时，他伸出手去触摸一个控制面板，出现了静电放电事件，一个微小的火花从他的指尖跳到控制面板上。这个微小的火花点燃了他指尖处的空气中的灰尘，然后火焰迅速穿过悬浮在工厂空气中的灰尘，在不到一秒钟的时间里，一场巨大的爆炸导致工厂起火并成为一片废墟。这种类型的灾难虽然不常见，但却是传奇。

在这种环境下，静电放电控制可以做两件事:首先，它们的工作是最小化悬浮在空气中的灰尘和表面收集的灰尘，这样就减少了爆炸的几率。第二，它们的作用是减少或消除工人在工作时产生静电的可能性。没有火花，就没有爆炸。

ESD在许多其他行业也是一个问题。印刷机、生产塑料薄膜和其他薄膜产品的工厂、医院手术室，仅举几例，都必须处理静电放电及其对产品、设备和可能伤害到人的潜在危害。

那么，ESD从何而来？

一堂复杂的物理课可能是为了解释静电荷是如何产生的，但为了讨论的目的，我们将使用一个非常简单的解释。

大多数静电荷是由两种不同的材料摩擦在一起引起的。当这种情况发生时，其中一种材料趋于带正电，而另一种材料趋于带负电。您可将这些电荷视为汽车电池正极和负极连接处的能量；只要没有什么条件让正能量到达负能量，一切都会保持原样，或者说“静止”。

当您走过地毯时，您的鞋子会与地板摩擦并产生静电并储存在您的身体中。在烘干机中翻滚的衣服与滚筒和其他衣服摩擦，产生静电电荷，静电电荷储存在衣服本身中。当大量不同温度或压力的空气相互碰撞和摩擦时，会产生大量电荷并储存在云中。

当然，不同的材料产生不同量的电荷。毫无疑问，当塑料与其他材料摩擦时会产生最大的电荷。大多数服装、地毯、家具、电器、机器都含有各种类型的塑料。其他产生较大电荷的材料是头发、毛皮、橡胶和空气。甚至可以用纸、纸板和水制造电荷。

要记住的一件事是，不能从导电材料（例如金属板、铝箔和铜）中产生静电荷，仅举几例。

这种静电荷实际上是如何损坏物体的？

虽然已经解释了静电荷如何引起火灾，但由 ESD 引发的火灾和爆炸很少见。大多数情况下，损坏的形式是损坏或损坏的电子元件。

想象一个人在焊接一块金属。焊机有两根电缆；一种是正的，一种是负的。工人将负极电缆连接到他要焊接的金属上，正极电缆连接到他手机中的焊条上。当他将焊条靠近他想要焊接的金属时，电荷从焊条跳到金属上并产生电弧。这个电弧足够热，可以熔化金属，然后焊缝就完成了。

现在想象一下电子元件的内部，例如集成电路。有各种金属线可以让组件发挥作用。组件的所有内部导体都接近相同的电荷水平，因此不会发生放电或损坏。然而，当带有电荷的人将他的手指接触到组件的引线时，他的电荷会从他的身体传播到通向组件内部的一根电线中。当它靠近不同电荷的金属时，静电能会产生电弧，从一个组件跳到另一个组件。

显然，集成电路内部的这个弧线很小，但里面的金属部分同样小。部件中的电弧与焊工的电弧作用非常相似，熔化或汽化部件中的某些金属。这可能会导致组件中的金属部件“短路”在一起，或者被完全吹走。当解剖一个 ESD 损坏的部件并用电子显微镜拍摄 ESD 事件的区域时，部件内部的损坏看起来与焊工对已焊接金属的影响完全一样。

但是，并非所有 ESD 损坏都如此明显。当电子元件被 ESD 事件损坏时，隔离坏部件并更换它是相当简单的（虽然昂贵）。当组件已损坏但仍能正常工作时，会出现更大的问题。当机器或产品仍在工厂时，它运行良好。但是，内部组件的 ESD 损坏可能会在数天、数周甚至数月后导致故障。很多时候，工厂可能没有意识到它有 ESD 问题，直到他们注意到他们的产品在最初工作正常时被退回的数量很高。

那么ESD是如何控制的呢？

这取决于静电问题发生在哪里，比如令人震惊的门把手。地毯可以使用一些材料来阻止电荷的产生。在干衣机中，您可以添加织物柔软剂片材，将少量化学物质涂抹在您的衣服上，使它们能够抵抗电荷的积聚。

然而，在工厂中解决 ESD 问题要复杂得多。工厂配备了不会产生电荷的导电地板。员工穿着特殊的外套，或鞋子上有接地带。当他们在工作台上时，员工从手腕上戴上静电手环以将身体接地。各种类型的静电消除器用于产生温和的电离空气流，以中和各种材料上的静电荷。