电子工业中的静电控制与静电消除

电子工业中的静电控制与静电消除

摘要：ESD 是电子工业中普遍存在的“硬病毒”，在某个内外因条件具备的时刻便会发作，可以遵循以下四项原则，建立起有效的静电控制程序。

要做到更为有效的ESD控制，首先在器件和产品的设计中，应充分体现静电防护的思想，在器件内部设置静电防护元件（ESD Protection Device），尽量使用对静电不敏感的器件以及对所使用的静电放电敏感（ESDS,ESD-sensitive）器件提供适当的输入保护，使其更合理地避免ESD的伤害。

目前许多厂家已经研制出具有内部保护电路的器件，一系列相应的测试标准也颂布执行，如MAXIM公司研制的模拟开关MAX4551，具有15kV的ESD保护功能，它们必须在正常工作、停机模式和断电状态下，依据IEC1340-3-1人体模型、IEC1000-4-2空气间隙放电、IEC 1000-4-4快速瞬变（FTB）放电等标准，接受多项模似ESD测试，确保符合IEC1000-4-2Level4要求。

此外，生产环境的防静电设计也是ESD控制的关键所在，设计的依据是电子器件绝缘膜静电击穿电压（Vesd）、整机中敏感器件的Vesd以及生产设备的耐静电性能。制造必须定义和坚持一个特殊的ESD控制级别，该级别由生产过程中最为敏感的元件所决定，生产环境必须保障该级别的安全性。当不知道最敏感元件的级别时，制造商应该执行EIA-625标准，它将ESD保护的工作区域定义为“安全区”，不包含可能产生高于200V的放电源。

坚持预防为主，消除产生静电的过程，在生产和储运过程中尽可能地减少产生静电的工序和材料，可以在很大程度上消除静电的产生与积累。

安全地泄放或中和静电

同样，无论措施多少严密，完全消除静电几乎是不可能的，所以我们的第三条原则是，安全地泄放或中和静电，其中接地是最基本最有效的方法。

IEC1340-5-1对接地电阻作了规定，国内航天工业标准QJ1950-90也有类似规定，综合考虑，电子工业中生产和使用场所的接地电阻应在10以下，接地导线必须连接牢固，并有足够的机械强度，否则在松断部位可能会产生火花，固定设备接地导线应是1.25mm以上的多股可挠的编织电线，地线提供给防静电腕带、地板和工作台表面。

适度控制环境温湿度，也可以有效遏制静电的杀伤力。温度与温度对ESD都有影响，在同一个大气环境中，温度较低区域会比温度较高的区域相对湿度更大，而湿度增加则便非导体材料的表面电导率增加，空气导电性能增强，物体上积蓄的静电荷可以更快地泄漏，可见环境温度越低，湿度越大，对静电的防护就越有利。

因此在工艺条件许可时，可以使用工业加湿器、风扇喷雾器喷射水雾、地面洒水等方法提高空气的相对湿度，降低静电的危害。当然，通常应将温度控制在18-28度范围，湿度控制于40-65%RH范围内。

实时检测生产进程与环境

生产过程中关注的静电参数有电场强度、静电电位、电荷量和电阻率。电荷量是静电最本质的物理量，但现场测量不方便，通常代以测量物体表面的静电电位，测量时常采用非接触式静电电压表，不与被测物体接触，因而对被测物体的静电影响很小。

检测是ESD控制的必要手段，应在生产的各个环节中实时进行。操作员每次进入EPA之前需测试手/脚腕带、防静电鞋、防静电工作服的性能；必须有专人负责EPA的检测与维护，定期检查各种ESD设备、用具、接地装置是否满足防静电的要求；管理人员应定期检查各个工位的防静电情况，发现不符合要求时，要实时整改；检测结果要整理归档并作为质量管理体系认证的一部分加以核查。

以上四条原则是建立ESD控制程序的基础，一个有效的ESD控制体系，光有防静电硬件系统是远远不够的，还得有一套行之有效并得到贯彻实施的培训、管理制度和操作程序。静电防护是一项系统工程，必须贯彻整体防护思想，综合运用均压、接地、泄流、屏蔽和箝位等技术，构成一个完整的防护体系，才能取得明显的效果。

环境湿度控制产品：超声波加湿器