- 文献综述（或调研报告）：
随着微电子技术和半导体器件工艺的发展，各种微电子器件的集成度大幅提高，使得电子设备的电磁敏感度提高，而抗过电压能力却在下降［1］静电放电是导致各类电子设备故障的主要原因之一。各国学者针对静电放电进行了广泛深入的研究，主要集中在静电放电源和静电放电终端防护的研究领域[2]。对于静电放电干扰耦合途径的研究也较为系统，但主要采用的是理论和实验两种方法，它们都存在着各自的缺陷：理论研究精确但繁琐，不适合工程推广使用：实物测试工程意义更强，但耗费资金过大、可重复性差同时易损伤受试设备。ESD 过程中有时可形成很高的电压和瞬时大电流以及强电磁脉冲，能够使电子设备、半导体器件造成直接或间接的损伤，在电子工业领域，每年因静电放电造成的损失高达几百亿美元［3］。穿着橡胶底走过尼龙地毯会在人体上积聚起静电，这时，如果接触了电子设备的端口、键盘等，那么静电电荷会转移到电子设备上，在人的指尖与设备之间会产生一个电弧，这时人体就会对设备放电。ESD 造成电子设备或器件常见的失效机理包括: 热二次击穿，金属导电层熔断，介质击穿，气体电弧放电，表面击穿和体击穿。对于集成电路和半导体分离器件而言，上述各项失效机理都有可能出现。通过实验研究可以了解电子设备遭受外部ESD 的失效机制，实现潜在性失效预测、降低风险和提出改善措施。
国际电工委员会IEC61000-4-2标准规定了两种试验放电模式:接触式放电和非接触式（空气式）放电模式［4],并且规定了接触式放电波形、测试等级，对于静电放电抗扰度测试，标准只规定了前，电放电电流波形，对实验平台上的辐射场并没有给出说明，这样造成了不同场地平台之间实验结果可能不一致的情况。静电放电过程可能产生瞬时大电流，放电时电流上升时间可以小于l ns ，并伴随强电磁辐射，形成ESD 电磁脉冲［5］。ESD 电流可能引起电子设备中电路参数发生变化，使其功能丧失，比如ESD 使金属融化，造成短路、断路或者是绝缘层击穿，将设备永久性破坏。ESD 产生的瞬态电磁脉冲同样可以引起设备的功能部分退化，可能不会使设备立刻损毁，但可能引起设备的软件重启等事故，一次放电的静电脉冲可能不足以引起设备的完全失效，但会大大缩短其寿命。国外对静电放电的研究起步比较早，在一百多年前就有人开研究ESD 现象。近年来，有著名的S. Frei 和D. Pommerenke 对不同的静电放电方式和ESD 测试方法进行了研究，给出了不同的静电放电方式的测试方法。分析研究了环境因素，电极移动速度对静电放电的影响，对于ESD 的模型， ESD 电流的数学解析表达式等等，他们的团队也进行了广泛的研究，也有一部分研究了电极移动速度以及环境因素对放电强度的影响和充电电压及电极材料对放电的影响［6］。
因为IEC 标准目前只规定了放电电流波形和固定点的参数，对于电流的解析表达式还没有统一规定，有一些研究者对此进行了研究，建立了不同放电方式的电路模型和数学解析模型。对于静电放电抗扰度实验，目前， IEC 标准61000-4-2 只规定了静电放电电流波形参数，和对水平与垂直耦合板的放电方式，对实验平台上的辐射场特性并没有给出说明。Perry F. wilson 是西方最早进行ESD 电磁场测量和理论研究的学者之一，他采用商用ESD 模拟器，对不同设备进行放电测试，并分析了相应的辐射场［7］，他的模型很好的地解释了M. Masugi的观点，即往往低的放电电压产生更强的辐射场，就这一观点， Roman 在时域MOM(Method of Moments）法基础上提出一个ESD 辐射场预测计算方法，并解释这个现象，放电间距越小，放电电流前沿越陡，故产生更强的辐射，而相对低压的放电，其间距往往更小，他还认为辐射场与放电弧长相关，他的研究提供了一个判别电磁场和弧模型有效性的依据。
ESD能量是一个积累释放的能量，在开始阶段积累的很缓慢，经过阶段性的存储，积累的电荷发生快速击穿， 释放的能量能够产生几百兆赫兹甚至1GHz以上的电磁干扰[8]。ESD 会产生较强的电磁场，以ESD 源为中心球状向外散射，距离ESD 源越近，其场强越强[9]，在集成电路的生产制造过程中，静电放电现象会对集成电路带来不同程度的破坏，目前全球的集成电路制造技术已经朝着纳米化的方向发展，过去的某些生产技术会对集成电路造成静电放电现象，降低集成电路对ESD 现象的防护能力，进而影响集成电路的使用寿命和产品质量[10]。
国内在对静电放电的研究起步比较晚，目前比较著名的有石家庄军械学院刘尚合院士团队，他们团队系统的研究了环境温、湿度、气体气压、材料、电极移动速度等对ESD 的过程影响［11］ 对ESD 的实验方法他们也进行了深入的研究，他们使用不同的ESD 模拟器，研究了ESD 模拟器开关动作对放电电磁场的影响，以及分析不同的ESD 模拟器放电电磁特性的重复性，并且对标准中规定的测试方法提出了一些改进建议。在ESD 理论与防护方面他们团队也做了研究，为我国ESD 领域做出了突出贡献。
除此之外，中国科学院大学的白超平[12]、南京信息工程大学的冯超超[13],山东大学的马强强[14]、西安电子科技大学的薛佩佩[15]等对静电放电模型都有较为系统的研究。利用数值计算方法——有限元方法，通过MATLAB 编程和HFSS 软件建模仿真，研究了静电放电的辐射特性，以及在不同位置辐射场强的分布情况，仿真结果显示近场电场主要是电极上积累电荷产生的，而远场主要是电流微分项产生的[16]。利用CST软件构建ESD 模拟器仿真模型，对放电过程及辐射场特性进行三维电磁仿真研究。严格按照标准的相关规定，搭建相应的实验平台，对仿真过程做对应的实验测试，以验证仿真结果。通过三维电磁仿真来模拟预测EUT遭受ESD 时的内部电磁特性，从而降低设备抗ESD干扰的设计成本，进而提高设备的ESD 抗扰度测试过关率[17]。
[1]Rosnah Antong, Danny Low, David Pommerenke and Mohd Zaid Abdullah，“Prediction of Electrostatic Discharge (ESD) Soft Error on Two-Way Radio Using ESD Simulation in CST and ESD Immunity Scanning Technique”，36th International Electronic Manufacturing Technology Conference, 2014
[2]Ramachandran Chundru, David Pommerenke, Kai Wang, Tom Van Doren, Characterization of Human Metal ESD Reference Discharge Event and Correlation of Generator Parameters to Failure Levels- Part I: Reference Event[J]. IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY 2004,46(4):498-504.
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