談談靜電放電模擬器空氣放電方式

更新時間：2023-02-23

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　　用靜電放電模擬器對被測物體進行測試時，使模擬器的放電電極逐漸接近被測物體，直到電極和被測物體之間形成火花擊穿通道導致放電發生為止，空氣放電方式的特點是放電由外部空氣擊穿形成火花通道而觸發的。

　　因此，在設計靜電放電模擬器時不需要內部的高壓繼電器來觸發放電。另外，在采用此種放電方式時，為了減少電極的電暈效應，放電電極頂端一般都被做成球狀。

　　起初，空氣放電方式被認為是靜電測試的理想方式，在許多ESD測試標準中被普遍采用原因是人們認為它能真實的模擬實際中的靜電放電過程。但是，在靜電測試過程中關鍵問題是過程的可重復性。沒有重復性或重復性不好的測試是不可靠的，甚至是沒有意義的。

　　隨著對ESD過程及其模擬、測試技術研究的深入，人們逐漸發現采用空氣放電方式作為主要的ESD測試方法有致命的弱點，即放電重復性極差。由于空氣放電方式涉及到外部火花通道的形成過程，溫度、濕度以及模擬器放電電極接近被測物體的速度等因素都會引起放電過程的顯著變化。

　　實驗表明，隨著放電電極接近被測物體速度的變化，放電電流的上升時間可由小于1μs變化到大于20ns，而當保持接近速度恒定時也不能得到恒定的電流上升時間。在一定的電壓、速度組合下，靜電放電模擬器放電上升時間的起伏仍可達到30%以上。

　　為了得到恒定的放電電流上升時間，有人提出采用固定放電電極與被測物體之間的間距，逐漸增高放電電極的電位來引發ESD。采用這種方式時，顯然能穩定放電電流的上升時間，但是得到的上升時間卻比實際的ESD過程中的放電電流的上升時間要長得多。

　　因此這種方法雖能獲得較好的放電重復性，但卻反映不出真實靜電放電過程中所包含的高頻成分。由于上述原因，空氣放電方式逐漸被一種叫做接觸放電方式的新方法所替代。