靜電產生
防靜電標誌人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應等因素，可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電。
靜電在多個領域造成嚴重危害。摩擦起電和人體經典是電子工業中的兩大危害。
生產過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，禁止與接地
。
人體靜電防護系統主要有防靜電手腕帶，腳腕帶，工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄露，中和與禁止等功能。
靜電防護工作是一項長期的系統工程，任何環節的失誤或疏漏，都將導致靜電防護工作的失敗。
靜電危害
靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。平時可能體會不到，人走過化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑膠說明書大約7000伏，對於一些敏感儀器來講，這個電壓可能會是致命的危害。
靜電學主要研究靜電套用技術，如靜電除塵、靜電複印、靜電生物效應等。更主要的是靜電防護技術，如電子工業、石油工業、兵器工業、紡織工業、橡膠工業以及興航與軍事領域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失 近年來隨著科學技術的飛速發展、微電子技術的廣泛套用及電磁環境越來越複雜，靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題，已經成為一個迫切需要解決的問題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑膠,橡膠等的製品的廣泛套用以及現代生產過程的高速化, 使得靜電能積累到很高的程度,另一方面，靜電敏感材料的生產和使用, 如輕質油品, 火藥, 固態電子器件等, 工礦企業部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當嚴重的後果和損失。它可以在不經意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業年損失達上百億美元。在興航工業，靜電放電造成火箭和衛星發射失敗，干擾興航飛行器的運行。1967年7月29日，美國Forrestal航空母艦上發生嚴重事故，一家A4飛機上的飛彈突然點火，造成了7200萬美元的損失，並損傷了134人，調查結果是飛彈禁止接頭不合格，靜電引起了點火。1969年底在不到一個月的時間內荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產生的靜電引起相繼發生爆炸。
靜電解釋
防靜電服靜電放電(ESD)是在電子裝配中電路板與元件損害的一個熟悉而低估的根源。它影響每一個製造商，無任其大小。雖然許多人認為他們是在ESD安全的環境中生產產品，但事實上，ESD有關的損害繼續給世界的電子製造工業帶來每年數十億美元的代價。
ESD究竟是什麼？靜電放電(ESD)定義為，給或者從原先已經有靜電(固定的)的電荷(電子不足或過剩)放電(電子流)。電荷在兩種條件下是穩定的：
1. 當它"陷入"導電性的但是電氣絕緣的物體上，如，有塑膠柄的金屬的螺絲起子。
2. 當它居留在絕緣表面(如塑膠)，不能在上面流動時。
可是，如果帶有足夠高電荷的電氣絕緣的導體(螺絲起子)靠近有相反電勢的積體電路(IC)時，電荷"跨接"，引起靜電放電(ESD)。
ESD以極高的強度很迅速地發生，通常將產生足夠的熱量熔化半導體晶片的內部電路，在電子顯微鏡下外表象向外吹出的小子彈孔，引起即時的和不可逆轉的損壞。更加嚴重的是，這種危害只有十分之一的情況壞到引起在最後測試的整個元件失效。其它90%的情況，ESD損壞只引起部分的降級 - 意味著損壞的元件可毫無察覺地通過最後測試，而只在發貨到顧客之後出現過早的現場失效。其結果是最損聲譽的，對一個製造商糾正任何製造缺陷最付代價的地方。
可是，控制ESD的主要困難是，它是不可見的，但又能達到損壞電子元件的地步。產生可以聽見"嘀噠"一聲的放電需要累積大約2000伏的相當較大的電荷，而3000伏可以感覺小的電擊，5000伏可以看見火花。
例如，諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或電氣可程式唯讀記憶體(EPROM, electricall programmable read-only memory)這些常見元件，可分別被只有250伏和100伏的ESD電勢差所破壞，而越來越多的敏感的現代元件，包括奔騰處理器，只要5伏就可毀掉。
該問題被每天的引起損害的活動複合在一起。例如，從 乙烯基的工廠地板走過，在地板表面和鞋子之間產生摩擦。其結果是純電荷的物體，累積達到3~2000伏的電荷，取決於局部空氣的相當濕度。
甚至工人在台上的自然移動所形成的摩擦都可產生400~6000伏。如果在拆開或包裝泡沫盒或泡泡袋中的PCB期間，工人已經處理絕緣體，那么在工人身體表面累積的淨電荷可達到大約26000伏。
因此，作為主要的ESD危害來源，所有進入靜電保護區域(EPA, electrostatic protected area)的工作人員必須接地，以防止任何電荷累積，並且所有表面應該接地，以維持所有東西都在相同的電勢，防止ESD發生。
用來防止ESD的主要產品是碗帶(wristband)，有捲毛燈芯絨和耗散性表面或墊料 - 兩者都必須正確接地。另外的輔助物諸如耗散性鞋類或踵帶和合適的衣服，都是設計用來防止人員在靜電保護區域(EPA)移動時累積和保持淨電荷。
在裝配期間和之後，PCB也應該防止來自內部和外表運輸中的ESD。有許多電路板包裝產品可用於這方面，包括禁止袋、裝運箱和可移動推車。雖然以上設備的正確使用將防止90%的ESD有關的問題，但是為了達到最後10%，需要另一種保護：離子化。
中和那些可產生靜電電荷的裝配設備和表面的最有效方法是使用離子發生器(ionizer) - 一種設備吹出離子化空氣流在工作區域，來中和累積在絕緣材料上的任何電荷。
一個常見的謬論是認為因為在工作站帶上了碗帶，該區域的絕緣體，如聚苯乙烯杯或紙板盒，所帶的電荷將安全地消散。按定義，絕緣體不會導電，除了通過離子化不可能放電。
如果一個帶電荷的絕緣體保留在EPA，它將輻射一個靜電場，引發淨電荷到任何附近的物體上，因此增加對產品的ESD損壞的危險性。雖然許多製造商企圖從其EPA禁止絕緣材料，但這個方法是很難實施的。絕緣材料是日常生活中太多的一部分 - 從操作員坐落舒適的泡沫墊，到塑膠蓋中的一些東西。
由於離子發生器的使用，製造商可以接受一些絕緣材料在其EPA中出現的事實。因為離子發生系統連續地中和可能發生在絕緣體上面的任何電荷累積，所以對於任何的ESD計畫，它們都是合理的投資。
標準電子裝配中的離子發生設備有兩種基本的形式：
* 桌面型(單個風扇)
* 過頂型設備(在單個過頂的單元內，有一系列的風扇)
也有室內離子發生器，但現在主要用於清潔房的環境。
選擇決定於需要保護區域的大小。桌面型離子發生器將覆蓋單一等工作表面，而過頂式離子發生器將覆蓋兩或三個。另一個優點是離子發生器也可防止灰塵靜電附著於產品，可能使外觀降級。
可是，如果沒有對ESD設備有效性的正常測試和監測，那么沒有一個保護計畫是完善的。一流的ESD控制和離子化專家報告了使用失效的(因此是無用的)ESD設備而不知其失效的製造商的例子。
為了防止這種情況，除了標準的ESD設備，ESD供應商還提供各種恆定監測器，如果一項表現超出規定即自動報警。監測器可用作一個獨立單元或在網路中連線在一起。也有自動數據採集的網路軟體，實時顯示有關操作員和工作站的系統表現。
監測器可通過消除許多日常任務來簡化ESD計畫，如保證碗帶每天適當測量，離子發生器的平衡與正確維護，工作檯接地點沒有損壞。
結論
防止ESD的第一步是正確評價如果忽視，怎樣小的細節可能造成不可修復的損壞。一個有效的計畫要求不僅使用有效的ESD保護設備，而且嚴密的運作程式來保證所有工廠地面人員的行為是ESD安全的。
雖然許多製造商使用自動碗帶測試儀，但常常可以看到操作員因為碗帶太松而或者通過測試或者失效。許多操作員企圖通過用另一隻手簡單抓著測試儀靠近其手腕來通過測試。
儘管如此，好訊息是ESD是可避免的。投資在正確設備和改善安全程式中的時間與金錢將通過相應的合格率提高而得到回報。
ESD功能
防靜電接地線與台墊的安裝方法及示意圖在PCB板的設計當中，可以通過分層、恰當的布局布線和安裝實現PCB的抗ESD設計。在設計過程中，通過預測可以將絕大多數設計修改僅限於增減元器件。通過調整PCB布局布線，能夠很好地防範ESD。
來自人體、環境甚至電子設備內部的靜電對於精密的半導體晶片會造成各種損傷，例如穿透元器件內部薄的絕緣層；損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極；CMOS器件中的觸發器鎖死；短路反偏的PN結；短路正向偏置的PN結；熔化有源器件內部的焊接線或鋁線。為了消除靜電釋放(ESD)對電子設備的干擾和破壞，需要採取多種技術手段進行防範。
在PCB板的設計當中，可以通過分層、恰當的布局布線和安裝實現PCB的抗ESD設計。在設計過程中，通過預測可以將絕大多數設計修改僅限於增減元器件。通過調整PCB布局布線，能夠很好地防範ESD。以下是一些常見的防範措施。
儘可能使用多層PCB，相對於雙面PCB而言，地平面和電源平面，以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合，使之達到雙面PCB的1/10到1/100。儘量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對於頂層和底層表面都有元器件、具有很短連線線以及許多填充地的高密度PCB，可以考慮使用內層線。
對於雙面PCB來說，要採用緊密交織的電源和地柵格。電源線緊靠地線，在垂直和水平線或填充區之間，要儘可能多地連線。一面的柵格尺寸小於等於60mm，如果可能，柵格尺寸應小於13mm。
防靜電手套儘可能將所有連線器都放在一邊。
如果可能，將電源線從卡的中央引入，並遠離容易直接遭受ESD影響的區域。
在引向機箱外的連線器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上，要放置寬的機箱地或者多邊形填充地，並每隔大約13mm的距離用過孔將它們連線在一起。
在卡的邊緣上放置安裝孔，安裝孔周圍用無阻焊劑的頂層和底層焊盤連線到機箱地上。
PCB裝配時，不要在頂層或者底層的焊盤上塗覆任何焊料。使用具有內嵌墊圈的螺釘來實現PCB與金屬機箱/禁止層或接地面上支架的緊密接觸。
在每一層的機箱地和電路地之間，要設定相同的“隔離區”；如果可能，保持間隔距離為0.64mm。
在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置，每隔100mm沿機箱地線將機箱地和電路地用1.27mm寬的線連線在一起。與這些連線點的相鄰處，在機箱地和電路地之間放置用於安裝的焊盤或安裝孔。這些地線連線可以用刀片劃開，以保持開路，或用磁珠/高頻電容的跳接。
如果電路板不會放入金屬機箱或者禁止裝置中，在電路板的頂層和底層機箱地線上不能塗阻焊劑，這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。
要以下列方式在電路周圍設定一個環形地：
(1)除邊緣連線器以及機箱地以外，在整個外圍四周放上環形地通路。
(2)確保所有層的環形地寬度大於2.5mm。
(3)每隔13mm用過孔將環形地連線起來。
(4)將環形地與多層電路的公共地連線到一起。
(5)對安裝在金屬機箱或者禁止裝置里的雙面板來說，應該將環形地與電路公共地連線起來。不禁止的雙面電路則應該將環形地連線到機箱地，環形地上不能塗阻焊劑，以便該環形地可以充當ESD的放電棒，在環形地(所有層)上的某個位置處至少放置一個0.5mm寬的間隙，這樣可以避免形成一個大的環路。信號布線離環形地的距離不能小於0.5mm。
SMT原理
人體防靜電有三:靜電服,抗靜電鞋(導電鞋),靜電手環.
抗靜電鞋和靜電手環作用都是將人體靜電導走,避免積累在人體上.
普通衣服在走動時會產生很大的靜電電壓(>1000V).而抗靜電服在走動時卻不會發生.這是抗靜電服的主要作用.
長條狀抗靜電服無法禁止裡面衣物產生的靜電(穿上後仍>1000V).
格線狀的抗靜電服可以禁止(<200V).
產生的靜電通過導電地板和各處的接地線引入廠房外部的總接地線.
解決方案
防靜電設備1.靜電成因及其危害 靜電是兩種介電係數不同的物質磨擦時，正負極性的電荷分別積累在兩個特體上而形成。當兩個物體接觸時，其中一個趨從於另一個吸引電子，因而二者會形成不同的充電電位。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發生的靜電是人體帶電的主要因之一。 靜電源與其它物體接觸時，依據電荷中和的機理存在著電荷流動，傳送足夠的電量以抵消電壓。在高速電量的傳送過程中，將產生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場，嚴重時將其中物體擊毀，這就是靜電放電。國家標準中定義：靜電放電是具有不同靜電電位的特體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移（GB/T4365-1995），一般用ESD表示。ESD會導致電子設備嚴重損壞或操作失常。 靜電對器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當時看不出來，但器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。 ESD兩種主要的破壞機制是：由ESD電流產生熱量導致設備的熱失效；由ESD感應出過高電壓導致絕緣擊穿。兩種破壞可能在一個設備中同時發生，例如，絕緣擊穿可能激發大的電流，這又進一步導致熱失效。 除容易造成電路損害外，靜電放電也極易對電子電路造成干擾。靜電放電對電子電路的干擾有二種方式。一種是傳導干擾，另一種是輻射干擾。
2.數碼產品的構造及其ESD問題 現在各類數碼產品的功能越來越強大，而電路板卻越來越小，集成度越來越高。並都或多或少的裝有部分接口用於人機互動，這樣就存在著人體靜電放電的ESD問題。一般數碼產品中需要進行ESD防護的部位有：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天線接口、VGA接口、DVI接口、按鍵電路、SIM卡、耳機及其他各類數據傳輸接口 ESD可能會造成產品工作異常、當機，甚至損壞並引發其他的安全問題。所以在產品上市之前，國內或國外檢測部門都要求進行ESD和其它浪涌衝擊的測試。其中接觸放電需要達到±8kV，空氣放電需要達到±15kV，這就對ESD的設計提出了較高的要求。
3.數碼產品中ESD問題解決與防護
3.1 產品的結構設計 如果將釋放的靜電看成是洪水的話，那么主要的解決方法與治水類似，就是“堵”和“疏”。如果我們設計的產品有一個理想的殼體是密不透風的，靜電也就無從而入，當然不會有靜電問題了。但實際的殼體在合蓋處常有縫隙，而且許多還有金屬的裝飾片，所以一定要加以注意。 其一，用“堵”的方法。儘量增加殼體的厚離，即增加外殼到電路板之間的距離，或者通過一些等效方法增加殼體氣隙的距離，這樣可以避免或者大大減少ESD的能量強度。 通過結構的改進，可以增大外殼到內部電路之間氣隙的距離從而使ESD的能量大大減弱。根據經驗，8kV的ESD在經過4mm的距離後能量一般衰減為零。 其二，用“疏”的方法，可以用EMI油漆噴塗在殼體的內側。EMI油漆是導電的，可以看成是一個金屬的禁止層，這樣可以將靜電導在殼體上；再將殼體與PCB（Printed Circuit Board）的地連線，將靜電從地導走。這樣處理的方法除了可以防止靜電，還能有效抑制EMI的干擾。如果有足夠的空間，還可以用一個金屬禁止罩將其中的電路保護起來，金屬禁止罩再連線PCB的GND。 總之，ESD設計殼體上需要注意很多地方，首先是儘量不讓ESD進入殼體內部，最大限度地減弱其進入殼體的能量。對於進入殼體內部的ESD儘量將其從GND導走，不要讓其危害電路的其它部分。殼體上的金屬裝飾物使用時一定要小心，因為很可能帶來意想不到的結果，需要特別注意。
3.2 產品的PCB設計 現在產品的PCB（Printed Circuit Board）都是高密度板，通常為4層板。隨著密度的增加，趨勢是使用6層板，其設計一直都需要考慮性能與面積的平衡。一方面，越大的空間可以有更多的空間擺放元器件，同時，走線的線寬和線距越寬，對於EMI、音頻、ESD等各方面性能都有好處。另一方面，數碼產品設計的小巧又是趨勢與需要。所以，設計時需要找到平衡點。就ESD問題而言，設計上需要注意的地方很多，尤其是關於GND布線的設計以及線距，很有講究。有些產品中ESD存在很大的問題，一直找不到原因，通過反覆研究與實驗，發現是PCB設計中的出現的問題。 為此，這裡總結了PCB設計中應該注意的要點： (1)PCB板邊（包括通孔Via邊界）與其它布線之間的距離應大於0.3mm； (2)PCB的板邊最好全部用GND走線包圍； (3)GND與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm； (4)Vbat與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm; (5)重要的線如Reset、Clock等與其它布線之間的距離應大於0.3mm; (6)大功率的線與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm； (7)不同層的GND之間應有儘可能多的通孔（VIa）相連； (8)在最後的鋪地時應儘量避免尖角，有尖角應儘量使其平滑。
3.3 產品的電路設計 在殼體和PCB的設計中，對ESD問題加以注意之後，ESD還會不可避免地進入到產品的內部電路中，尤其是以下一些連線埠：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天線接口、VGA接口、DVI接口、按鍵電路、SIM卡、耳機及其他各類數據傳輸接口，這些連線埠很可能將人體的靜電引入內部電路中。所以，需要在這些連線埠中使用ESD防護器件。 以往主要使用的靜電防護器件是壓敏電阻和TVS器件，但這些器件普遍的缺點是回響速度太慢，放電電壓不夠精確，極間電容大，壽命短，電性能會因多次使用而變差。所以目前行業中普遍使用專業的“靜電抑制器”來取代以往的靜電防護器件 。“靜電抑制器”是專業解決靜電問題的產品，其內部構造和工作原理比其他產品更具科學性和專業性。它由Polymer高分子材料製成，內部菱形分子以規則離散狀排列，當靜電電壓超過該器件的觸發電壓時，內部分子迅速產生尖端對尖端的放電，將靜電在瞬間泄放到地。它最大特點是反應速度快（0.5ns～1ns）、非常低的極間電容（0.05pf～3pf），很小的漏電流（1μA），非常適合各種接口的防護。 因為靜電抑制器具有體積小（0603、0402）、無極性、反應速度快等諸多優點，現在的設計中使用靜電抑制器作為防護器件的比例越來越多，在使用時應注意以下幾點：
1、將該器件儘量放置在需要保護的連線埠附近；
2、到GND的連線儘可能短;
3、所接GND的面積儘可能大。 ESD 的問題是眾多重要問題之一。在不同的電子設備中有不同的方式來避免對電路的危害。由於現在的數碼產品體積小、密度大，在 ESD 的防護上有獨到的特點。通過大量的靜電測試實驗證明，採用本文的設計方法處理，將一個原本± 2kV 放電就會當機的產品加以保護和改進，在± 8kV 的靜電放電情況下依然可以穩定工作，起到了很好的靜電防護效果。隨著電子設備使用的日益廣泛， ESD 設計是每一個結構設計工程師和電子設計工程師需要重點關心的問題，通過不斷總結與學習， ESD 問題將不再是一個難題！
靜電系統
作為一個靜電防護的有效系統，主要由硬體和軟體兩部分組成。硬體部分主要包括有：
*人體靜電防護用品
*防靜電物流傳遞用品
*防靜電地坪
*防靜電作業系統
*防靜電接地
在防靜電工作區必須設定防靜電接地。
*環境控制系統
在防靜電工作區，應設有溫度和濕度控制設備;對有特殊要求的靜電敏感器件組裝時應設有環境潔淨度控制系統，使生產環境達到相應的潔淨度級別。
*專用生產裝聯設備
需採取防靜電措施的生產裝備，如貼片機、Bonding機、插裝拉、焊接拉等。
*特殊防靜電用品
*靜電測量(監控)系統
軟體部分主要包括有：
*培訓
*防靜電工藝和設計檔案
*防靜電專業標準
*操作規程和規章制度
*完整的質量保證體系
*防靜電標誌
*貯存和運輸要求
生活竅門
防靜電鞋行業標準
1 防靜電活動地板通用規範 SJ/T 10796-2001
2 防靜電貼面板通用規範 SJ/T 11236-2001
3 地板覆蓋層和裝配地板靜電性能的試驗方法 SJ/T 11159-98
4 電子產品製造防靜電系統測試方法 SJ/T 10694-96
5 通訊設備靜電防護通則 YD/T 754-1995
6 通信機房靜電防護通則 YD/T 754-95
7 電子元器件製造防靜電技術要求 SJ/T 10630-95
8 木質活動地板防火性能安全標準 DB 31/153-94
9 電子設備製造防靜電技術要求 SJ/T 10533-94
10 電子計算機機房施工及驗收規範 SJ/T 30003-93
11 防靜電作業系統通用規範 QJ 2846-96
12 信息技術設備靜電放電敏感度試驗 SJ 20154-92
13 屋頂橡膠防水材料--三元乙丙片材 HG 2402-92
14 靜電敏感器件使用規則 Q/W 293-92
15 電子儀器和設備靜電要求 QJ 2245-92
16 半導體器件使用規則 QJ 2225-92
17 積體電路防靜電包裝管 SJ/T 10147-91
18 防靜電安全工作檯技術要求 QJ 2177-91
19 彈藥裝藥裝配生產防靜電安全規程 WJ 1913-90
20 電火工品生產防靜電安全規程 WJ 1912-90
21 防靜電作業系統技術要求 QJ 1950-90
22 靜電測試方法 QJ 1875-90
23 電子元器件防靜電要求 QJ 1693-89
24 航天系統地面設施接地要求 QJ 1211-87
25 黑火藥生產防靜電安全規程 WJ 1695-87
26 《靜電敏感器件使用規則》宣貫材料 Q/W 293-92-2
27 防靜電周轉容器通用規範 SJ/T11277-2002
電子信息工程
| 電子信息工程，就是將信息（文字的、聲音的、圖像的、甚至於，在將來，感覺的，味道的，心理的）運用電子方式來轉化、保存、傳遞的一系列設施以及涉及到的種種技術的綜合。電子信息工程就是資訊時代的基礎設施。網際網路、固定電話網、行動電話網等等，是日常熟悉的電子信息工程。電子信息工程是理工兼備，傾向於工科，也就是技術和實際操作的技能。 |
