סיווג סכנות של חשמל סטטי
הסכנה העיקרית של חשמל סטטי טמונה בפריקה אלקטרוסטטית (ESD). ESD נמשך מילי-שניות בלבד, עם דופק מיידי גבוה והספק ממוצע העולה על קילוואט, מספיק כדי לשבור רכיבים ולגרום לתקלה בציוד או מערכות אלקטרוניות.
המאפיינים הבולטים של נזקי ESD הם האקראיות שלו, חוסר הניבוי והקושי בזיהוי. בתעשייה המודרנית, במיוחד בייצור אלקטרוני-בקנה מידה גדול, נזקי ESD מתרחשים מבלי שאנשים שמים לב וקשה לזהות אותו. ההשלכות של נזק ESD לרכיבים הן התמוטטות קשה והתמוטטות רכה. התמוטטות קשה גורמת לחימום פנימי של השבב בשלב אחד, ואחריו פירוק משני של קשרי מתכת, מדיה מותכת ופגמים על פני השטח, מה שמוביל בסופו של דבר לכשל מוחלט וקבוע של המעגל המשולב. התמוטטות רכה עלולה לגרום לפגיעה בביצועים או לירידה בפרמטרים של רכיבים, אך ללא נזק מוחלט, ובכך ליצור סכנות נסתרות שקשה לזהות במהלך בדיקת האיכות הסופית. במהלך השימוש, הנזק הפוטנציאלי הנגרם מחשמל סטטי למעגל יגרום לשינויים בפרמטרים, פגיעה באיכות והפחתת תוחלת החיים, מה שיוביל לתקלות שונות לאחר תקופת פעולה עקב שינויים בטמפרטורה, בזמן ובמתח, ובסופו של דבר ימנעו את הפעולה הרגילה. אם השבב הפגוע שייך למערכת בקרה קריטית, כגון מערכת בקרת מרכז רשת, מערכת בקרת שידורים אוטומטית, מרכז בקרת תזמון ייצור, מערכת פיקוד לוחמה אלקטרונית, מערכת ניווט אוטומטית או מערכת בקרת שיגור שונות, הנזק הנובע מכך עלול להיות בלתי צפוי. נזק פוטנציאלי יכול למעשה להיות מסוכן יותר, ולגרום להפסדים ישירים או עקיפים חמורים יותר. הנתונים מראים ש-90% מהנזק שנגרם{10}}במכשיר הוא נזק פוטנציאלי להתמוטטות רכה, ו-10% הם כשל מיידי.
יתר על כן, פולסים אלקטרומגנטיים הנוצרים במהלך אינדוקציה אלקטרוסטטית ופריקה אלקטרוסטטית מהווים גם הם סכנה מסוימת: פריקה אלקטרוסטטית יוצרת בדרך כלל הפרעות פולסים אלקטרומגנטיים בתדרים הנעים בין מאות קילו-הרץ (kHz) לעשרות מגה-הרץ (MHz), ורמות גבוהות של עשרות מיליווולט, אשר עלולות להזיק למכשירים אלקטרוסטטיים (SS).
יש אנשים המאמינים שמעגלים משולבים עם מעגלי הגנה על ESD חסינים מפני נזק אלקטרוסטטי. עם זאת, בעוד שמעגלי הגנה מספקים הגנה מסוימת, אפילו עם מעגלי הגנה פנימיים, מכשירים רגישים אינם יכולים לעמוד באלפי וולט של חשמל סטטי מגוף האדם או מסביבת העבודה. כל המעגלים המשולבים רגישים לפריקה אלקטרוסטטית; ההבדל היחיד טמון במתח הסף שהם יכולים לעמוד בו.
חשמל סטטי וסכנות בקווי ייצור מוליכים למחצה ו-IC:
1. הליכה איטית על רצפה נקייה תוך כדי בגדי ניילון ונעליים מבוססות-פלסטיק עלולה ליצור מתח סטטי של 7-8KV על הגוף.
2. כאשר מנשא קריסטל העשוי מפיברגלס מחליק על פני שולחן מפוליאתילן, הוא יכול בקלות לייצר 10KV של חשמל סטטי.
3. על פסי ייצור פרוסות: חשמל סטטי של פרוסות יכול להגיע ל-5KV, קופסאות טעינת פרוסות 35KV, בגדי עבודה 10KV, כיסויי פרספקס 8KV, גבישי קוורץ 1.5KV, ומגשי פרוסות 6KV.
4. בחדרי פוטוליטוגרפיה, רצפות פלסטיק מגיעות ל-500-1000V; במחיצות רשת מתכת, 500-1000V; בחדרי דיפוזיה, רצפות פלסטיק מגיעות ל-500-1500V; קירות פלסטיק מגיעים לכ-700V; ומשטחי כסאות עור מתכתיים מגיעים ל-500-3000V.