本文整理自百度文庫，發(fā)布僅為學(xué)習(xí)交流

靜電是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷,。在干燥和多風(fēng)的秋天，在日常生活中，人們常常會(huì)碰到這種現(xiàn)象：晚上脫衣服睡覺時(shí),，黑暗中常聽到噼啪的聲響,，而且伴有藍(lán)光；見面握手時(shí),，手指剛一接觸到對(duì)方,，會(huì)突然感到指尖針刺般刺痛，令人大驚失色,； 早上起來梳頭時(shí),，頭發(fā)會(huì)經(jīng)常“飄”起來,，越理越亂,；拉門把手、開水龍頭時(shí)都會(huì)“觸電”,，時(shí)常發(fā)出“啪,、啪、啪”的聲響,，這就是發(fā)生在人體的靜電,。

靜電產(chǎn)生的原理

摩擦、碰撞,、剝離,、流動(dòng)帶電、噴出帶電,、攪拌帶電如滾輪移動(dòng),、人員走動(dòng)、油罐車泄油時(shí),、噴嘴噴出之溶劑,、攪拌機(jī)靜電是由于處于不同帶電序列位置的物體之間接觸分離，使物體上正負(fù)電荷失去平衡而發(fā)生的現(xiàn)象,。

兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r,，正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)物體上而形成：當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)，其中一個(gè)趨于從另一個(gè)吸引電子,，因而二者會(huì)形成不同的充電電位,。

摩擦起電是一個(gè)機(jī)械過程，依靠相對(duì)表面移動(dòng)傳送電量,。傳送的電量取決于接觸的次數(shù),、表面粗糙度、濕度,、接觸壓力,、摩擦物質(zhì)的摩擦特性以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,。

兩個(gè)帶上電荷的物體也就成了靜電源。就人體而言,，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一,。

靜電源跟其它物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的原則,，存在著電荷流動(dòng),，傳送足夠的電量以抵消電壓。這個(gè)高速電量的傳送過程中,，將產(chǎn)生潛在的破壞電壓,、電流以及電磁場，嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀,。這就是靜電放電,。

靜電感應(yīng)帶電：CRT顯示器電容改變壓電效應(yīng)電磁輻射感應(yīng)靜電只存在于物體表面，而非物體內(nèi)部,，絕緣體中的電荷只保持在產(chǎn)生靜電的那些區(qū)域,，而不會(huì)出現(xiàn)在整個(gè)表面。因而絕緣體接地后不會(huì)失去這些電荷,。與絕緣體相反,，充電導(dǎo)體接地后便會(huì)失去自身電荷。

如果將導(dǎo)體瞬間接地（例如,，該物體被站立在地上的人觸摸）,，那么遠(yuǎn)離帶電體表面的電荷就會(huì)釋放，則導(dǎo)體將帶正電荷,。

ESD的定義

靜電放電：具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移（GB/T4365-1995）”

ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重地?fù)p壞或操作失常,。半導(dǎo)體專家以及設(shè)備的用戶都在想辦法抑制ESD? 靜電就是靜止的電荷。靜電的產(chǎn)生是由于電子在外力的作用下,，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或者是受外界磁場的影響而產(chǎn)生的極化現(xiàn)象? 一種電能,，是正電荷和負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。

• 物體表面過?；虿蛔愕撵o止電荷,。

• 留存于物體表面。

• 通過電子或離子的轉(zhuǎn)移而形成,。

靜電的危害

• 環(huán)境安全

• 危險(xiǎn)場合的爆炸起火等

• 對(duì)精密設(shè)備的工作要求

• 產(chǎn)品性能及可靠性

• 抗干擾能力,，影響產(chǎn)品銷售

• 產(chǎn)品的潛在損傷

  
  

隨著高科技的發(fā)展，靜電所造成的后果已突破了安全問題的界限,。靜電放電造成的危害是在電子,、通信、航空以及一切應(yīng)用現(xiàn)代電子設(shè)備,、儀器的場合下導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障,、信號(hào)丟失,、誤碼的直接原因之一。

靜電放電電流有可能被直接耦合到電子設(shè)備的數(shù)據(jù)線,，信號(hào)線,，控制線等的總線上,。在這種情況下,，集成電路和特殊用途的集成電路就受到靜電放電的影響。

在1970年以前,，很多靜電問題都是由于人們沒有ESD意識(shí)而造成的,，即使現(xiàn)在也有很多人懷疑ESD會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品造成破壞。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)ESD損害發(fā)生在人的感覺以下,，因?yàn)槿梭w對(duì)靜電放電的感知電壓為3KV,，而很多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時(shí)就會(huì)損壞，通常電子器件被ESD損壞后沒有明顯的界限,，把元件安裝在PCB上以后再檢測,，結(jié)果出現(xiàn)很多問題，分析也相當(dāng)困難,。

特別是潛在的損壞,，即使使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯的變化，所以很多電子工程師和設(shè)計(jì)人員都懷疑ESD,，但近年試驗(yàn)證明,，這種潛在損壞在一定時(shí)限以后，電子產(chǎn)品的可靠性明顯下降,。

ESD對(duì)產(chǎn)品的危害

靜電的基本物理特性為：吸引或排斥,，與大地有電位差，會(huì)產(chǎn)生放電電流,。

靜電吸附灰塵,，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。

靜電放電破壞,，使元件受損不能工作（完全破壞）,。

靜電放電電場或電流產(chǎn)生熱，使元件受傷（潛在損傷）,。

靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達(dá)幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆）,，對(duì)電子產(chǎn)品造成干擾甚至損壞（電磁干擾）ESD引起的器件擊穿，是電子工業(yè)最普遍,，最嚴(yán)重的靜電危害,。

靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電,。人體也不一定能有電擊的感覺,，這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2~3KV,，所以靜電具有隱蔽性。

潛在性：有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降,，但多次積累放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患,。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。

隨機(jī)性：電子元件什么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢,？可以這么說,，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前,，所有的過程都受到靜電的威脅,，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性，其損壞也具有隨機(jī)性,。

復(fù)雜性：靜電放電損傷的實(shí)效分析工作,，因電子產(chǎn)品的精，細(xì),，微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí),，費(fèi)事，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器,。

ESD實(shí)驗(yàn)介紹

直接通過能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞,。

放電所引起的電場與磁場變化，造成設(shè)備的誤動(dòng)作,。

對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)果,，可以根據(jù)該產(chǎn)品的工作條件和功能規(guī)范按以下內(nèi)容分類：

A：技術(shù)要求范圍內(nèi)的性能正常；

B：功能暫時(shí)降低或喪失,，但可自行恢復(fù)性能,；

C：功能暫時(shí)降低或喪失，要求操作人員干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位,；

D：由于設(shè)備（元件）或軟件的損壞或數(shù)據(jù)的喪失,，而造成不可恢復(fù)的功能降低或喪失。

符合A的產(chǎn)品,，試驗(yàn)結(jié)果判合格,。這意味著產(chǎn)品在整個(gè)試驗(yàn)過程中功能正常，性能指標(biāo)符合技術(shù)要求,。

符合B的產(chǎn)品,，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)視其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品使用說明書或者試驗(yàn)大綱的規(guī)定,，當(dāng)認(rèn)為某些影響不重要時(shí),，可以判為合格。

符合C的產(chǎn)品,，試驗(yàn)結(jié)果除了特殊情況并且不會(huì)造成危害以外,，多數(shù)判為不合格,。

符合D的產(chǎn)品判別為不合格。

符合B和C的產(chǎn)品試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)寫明B類或C類評(píng)判依據(jù),。符合B類應(yīng)記錄其喪失功能的時(shí)間,。

ESD防護(hù)的主要目的

一、增加生產(chǎn)量（IncreasedYields）

二,、節(jié)省成本（Cost Saving）

三,、產(chǎn)品可靠性較佳（BetterProduct Reliability）

四、產(chǎn)品壽命較長（ExtendedUsage Life)

ESD的方法介紹

四大原則

1,、環(huán)境控制

2,、人員控制

3,、包裝材料控制

4,、人員訓(xùn)練

基本方法

1、接地：接地就是將靜電通過一條線的連接放入大地,，這是防靜電措施中最直接最有效的,。

導(dǎo)體常用的接地方法有：帶防靜電手腕及工作表面接地等。

2,、靜電屏蔽 靜電敏感元件在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中,，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響。最通常的方法是用靜電屏蔽袋作為保護(hù),。

3,、離子中和 絕緣體往往是易產(chǎn)生靜電的，對(duì)絕緣體靜電的消除,，用接地方法是無效的,，通常采用的方法是離子中和， 即在工作環(huán)境中使用離子風(fēng)機(jī),，離子氣槍,。

4、電路設(shè)計(jì)

I/O口電路的設(shè)計(jì)同樣受到PCB布局及接地設(shè)計(jì)的影響,。如圖第一幅圖的端口防護(hù)器件的接地和后端被保護(hù)的IC的地進(jìn)行共地設(shè)計(jì),，這種設(shè)計(jì)一旦瞬態(tài)脈沖被鉗位卸放到地上面，由于這個(gè)地同時(shí)也是IC的參考地,，很容易導(dǎo)致IC地電位抬高而出現(xiàn)異常,；

改善方案主要有兩種：如果系統(tǒng)是兩線制設(shè)備（無地線）系統(tǒng)外殼也是非金屬材質(zhì)，此地線設(shè)計(jì)也必須將IC的參考地和防護(hù)器件的地分開,，不能共用在一起,，但是由于此系統(tǒng)屬于無地線系統(tǒng)，可以采用這兩個(gè)部分分別鋪設(shè)不同的接地區(qū)域,，然后使用Y電容將兩個(gè)區(qū)域的地線連接在一起,。另外一種是系統(tǒng)有設(shè)計(jì)地線或者外殼屬于金屬外殼,，這種情況就可以將防護(hù)器件的接地直接連到外殼地或者通過Y電容連接到外殼地，但是一定要和IC的參考地分開,。

上面提到的PCB走線的設(shè)計(jì)導(dǎo)致防護(hù)電路失效的問題,，通過圖就可以看到端口設(shè)計(jì)了TVS管防護(hù)ESD，但是如果布線按照第一幅圖這樣走線,，極易導(dǎo)致IC損壞,，但是TVS管還沒有動(dòng)作的，主要是由于現(xiàn)有的ESD或者EFT都是高頻干擾,，走線阻抗大,，所以對(duì)于端口的防護(hù)電路設(shè)計(jì)一定要遵守靠近端口的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)PCB.

ESD防護(hù)方法

從人、機(jī),、法,、料、環(huán)五個(gè)方面來談?wù)凟SD防護(hù),。 
一談人,。人體可以說是一個(gè)高靜電源，人體靜電的防護(hù),，借助的是屏蔽及釋放靜電,。嚴(yán)格來說要求做到“全副武裝”，即:要戴防靜電工帽,、防靜電口罩,、防靜電手套、指套等, 要穿防靜電服,、防靜電鞋,，同時(shí)還要戴上手腕帶等來屏蔽及導(dǎo)走靜電?？傊?，盡量不要讓人的皮膚外露。

二談機(jī)器,。機(jī)器也是一個(gè)高靜電源,，因?yàn)闄C(jī)器機(jī)械部件，特別是馬達(dá)等,，易產(chǎn)生EMI（電磁感應(yīng)）,，所以對(duì)機(jī)器靜電的防護(hù)，也是非常必要的,。對(duì)于機(jī)器靜電的防護(hù),，一般通過電磁場的消除、高靜電部位的屏蔽、機(jī)器接地等來實(shí)現(xiàn),。一般消磁借用的是消磁器,，消除電荷用的是離子風(fēng)機(jī)。

消磁器很簡單,，就不作介紹,，我們來看看離子風(fēng)機(jī)。離子風(fēng)機(jī)可產(chǎn)生豐富的正離子和負(fù)離子,，將這些離子吹向高靜電物體,，那么物體靜電將被中和。這些離子是由離子風(fēng)機(jī)內(nèi)部的離子發(fā)生元件,，將空氣電離而產(chǎn)生,。該離子發(fā)生元件由低電流、高電壓的變壓器來激勵(lì)空氣電離,。而變壓器內(nèi)又包含電流限制性電阻器,，它能加強(qiáng)電離的穩(wěn)定度及安全度。作用于不銹鋼離子發(fā)射點(diǎn)圓形電路上的高壓交流電使發(fā)射點(diǎn)頂部形成一個(gè)強(qiáng)烈的交變電場,，就是這個(gè)電場將空氣電離,，產(chǎn)生變極離子。當(dāng)電磁場無法消除或較難消除時(shí),，我們就借助靜電屏蔽設(shè)備來屏蔽高靜電設(shè)備或設(shè)備的高靜電部位，比如,，馬達(dá),，大家都知道，馬達(dá)易產(chǎn)生EMI,，但機(jī)器要運(yùn)轉(zhuǎn)又離不開馬達(dá),，所以，不防把它屏蔽起來,。還有工作臺(tái),、電源線、電腦鍵盤等,，都可以接用靜電屏蔽的方法來做ESD防護(hù),，這方面可用的屏蔽產(chǎn)品有防靜電臺(tái)墊、防靜電薄膜,、防靜電簾,、防靜電屏蔽袋、防靜電膠帶等,。最后,，不管機(jī)器屏蔽或消磁效果如何，給機(jī)器接上ESD地線是很必要的,。

三談料,，即材料,。用一句很絕對(duì)的話來說，如果您的產(chǎn)品對(duì)靜電很敏感,，那么,，您的生產(chǎn)線上是不能有高靜電材料出現(xiàn)的，特別是離產(chǎn)品較近的區(qū)域,，要盡可能用防靜電材料,，比如元件盒、貨架,、工作臺(tái),、運(yùn)輸設(shè)備、清洗設(shè)備,、化學(xué)試劑等,，最后就連您用的筆及筆記本都要用防靜電筆及筆記本，因?yàn)樵谀霉P時(shí),，它有可能會(huì)接觸產(chǎn)品,。當(dāng)然，如果,，您的產(chǎn)品對(duì)靜電敏感程度不是很高,，您可以酌情處理，但最好借助ESD實(shí)驗(yàn)來證明一下,，看看是否真的可以放心,。

四談環(huán)，即工作區(qū)域的環(huán)境,。一個(gè)良好的防靜電的工作環(huán)境對(duì)于生產(chǎn)來說是很重要的,，這樣的環(huán)境一般這樣來建立：

首先, 建立ESD安全操作區(qū)域,即EPA(ESD Protection Area)，最好是在相應(yīng)的位置貼上ESD防護(hù)警示標(biāo)志等,。 

防靜電工作區(qū)

在通常的電子設(shè)備生產(chǎn),、組裝和維護(hù)現(xiàn)場，各種靜電產(chǎn)生材料和由他們所產(chǎn)生的電場是很普遍的現(xiàn)象,，這些靜電產(chǎn)生材料和由其所產(chǎn)生的電場有可能導(dǎo)致靜電敏感器件的損傷,。因此，在靜電敏感器件的整個(gè)使用過程都要對(duì)其進(jìn)行保護(hù),。 在靜電敏感器件的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送過程中,，具有屏蔽性能的導(dǎo)體容器可以提供必要的保護(hù)。但是,，對(duì)于靜電敏感器件也還存在著屏蔽容器外的操作,。在這種情況下，靜電敏感器件非常容易受到損傷，因此,，有必要提供一個(gè)安全的工作區(qū)域,。防靜電工作區(qū)（EPA）正是為此目的而設(shè)計(jì)。為了確保工作臺(tái)的防靜電安全,，它必須滿足以下要求： 

⑴,、防靜電區(qū)域內(nèi)的所有電子元器件都要視為靜電敏感器件對(duì)待。 

⑵,、對(duì)于任何在保護(hù)狀態(tài)之外（處于法拉第籠之外）的靜電敏感器件的操作,，都必須在防靜電工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行。 

⑶,、在防靜電工作區(qū)之間的非防靜電區(qū)域傳送的靜電敏感器件必須處于安全的保護(hù)狀態(tài),。 

⑷、防靜電工作區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)能保證靜電敏感器件不易接觸到儀器設(shè)備的金屬接地外殼,。 

⑸,、防靜電工作區(qū)內(nèi)禁止放置工作不必須的靜電產(chǎn)生材料，如未作防靜電處理的塑料袋,、盒子,、泡沫、帶子,、筆記本,、紙片、個(gè)人用品等物品,，這些材料必須距離靜電敏感器件30厘米以上,。 

其次，就是ESD安全操作區(qū)域的安置,，我們從防靜電地板系統(tǒng)、除塵系統(tǒng),、接地系統(tǒng)及空氣的溫濕度三方面來談,。防靜電地板系統(tǒng)，最主要的是在普通地板上再鋪防靜電地板,，一般這方面的地板有防靜電PVC地板,、防靜電環(huán)氧樹脂地板等，對(duì)于防靜電地板,，要求必須達(dá)到國際防靜電協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),，當(dāng)然，防靜電地板還必須和ESD地線連接起來,。

一個(gè)防ESD的工作環(huán)境,，做到無塵是相當(dāng)關(guān)鍵的，因?yàn)榭諝庵械膲m埃在運(yùn)動(dòng)的過程中相互碰撞，也會(huì)產(chǎn)生ESD,，如果,，不除塵，到時(shí)候找起產(chǎn)生ESD問題的原因,，就不好說了,。一般我們借助除塵系統(tǒng)來解決這個(gè)問題。首先要求有空氣塵埃過濾系統(tǒng),，如:風(fēng)淋室,、風(fēng)淋通道、貨淋室,、沾塵墊,、沾塵滾筒、空氣過濾器,、無塵傳遞窗,、無塵室風(fēng)淋傳遞窗等。其次盡可能設(shè)立凈化燈具,、無塵室凈化玻璃,、無塵室彩鋼板天花、無塵室彩鋼板包墻角,、無塵室彩鋼板包柱等,。以上設(shè)備的選用，各企業(yè)要根據(jù)產(chǎn)品對(duì)ESD的敏感程度而定,，最好能借鑒一下專業(yè)人士的意見,。一個(gè)完善的ESD防護(hù)工作環(huán)境，建立獨(dú)立完善的ESD接地系統(tǒng)也是非常重要的,。并且,，工作場所中的各設(shè)備、工作臺(tái)面等均需接至ESD接地系統(tǒng),。

另外,，一個(gè)完善的ESD工作環(huán)境，對(duì)于溫濕度都有一定的要求,，從ESD防護(hù)角度來說,，濕度越高越好，但濕度太高,，又會(huì)腐蝕設(shè)備,，所以一般來說，40%-60%的濕度是最理想的,。當(dāng)然,，各企業(yè)也要根據(jù)自己公司產(chǎn)品的特性而定,，畢竟這方面的工作做起來較繁瑣。另外,，還要設(shè)立天花,、墻體送風(fēng)口，并且經(jīng)常用除塵器對(duì)無塵室進(jìn)行凈化處理等,。

這樣,，有了這樣的工作環(huán)境，大家想一下,，人體的靜電是不是通過靜電服,、靜電鞋或通過手腕帶、ESD接地系統(tǒng)耗散并導(dǎo)入大地,。通過控制空氣的溫濕度環(huán)境中的靜電也通過地板系統(tǒng)耗散并導(dǎo)入大地,。

當(dāng)然，仔細(xì)想一下,，前面將的人,、機(jī)、料也應(yīng)屬于環(huán)境的防護(hù),，只要把各環(huán)節(jié)的工作做好,，那么，一個(gè)完善的ESD防護(hù)工作環(huán)境就建立起來了,。再配合合理的操作規(guī)范,，即正確的方法，就基本上過關(guān)了,。 

五談法,。談起法，首先要明確以上四點(diǎn),，其實(shí)法就是建立合理的方法及規(guī)范以保證以上四點(diǎn)有效實(shí)現(xiàn),。另外，需要補(bǔ)充的是,，當(dāng)產(chǎn)生ESD原因不能明確時(shí)要根據(jù)生產(chǎn)工藝,，設(shè)計(jì)相應(yīng)的ESD實(shí)驗(yàn)，來仔細(xì)查找產(chǎn)生ESD問題的原因,。最終要建立相應(yīng)的ESD操作規(guī)程及紀(jì)律規(guī)范來規(guī)范生產(chǎn)。

當(dāng)然,，ESD防護(hù)系統(tǒng)建立起來以后,，對(duì)于工作人員來說，所要做的是經(jīng)常檢測這個(gè)系統(tǒng),，以不斷的發(fā)現(xiàn)有不完善的地方,，并做相應(yīng)的改善,，以保證系統(tǒng)長期有效的維持其ESD的防作用。這樣,，建立相應(yīng)的ESD職能部門,，并不斷的培養(yǎng)其專業(yè)技能，提高其ESD防護(hù)意識(shí),，也都是ESD防護(hù)中不可缺少的一部分,。

 
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,，ESD問題越來越嚴(yán)重,，問題越來越突出，企業(yè)也越來越重視ESD防護(hù),。