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現(xiàn)在電子產品體積越來越小，集程度也越來越高，使電子器件在結構上對靜電越來越敏感，因而靜電防護迫在必行。靜電損傷還會引起這些后果：功能失效、客戶抱怨、利潤降低、退貨率高等。今天，博瑞思ESD在線學習平臺為大家講解一下建立ESD管理體系有必要嗎？
由于ESD對電子產品的破壞性嚴重，會導致公司產品質量得不到保證，以致公司聲譽受損，所以必須采取切實可行的控制方法。
工廠需要建立全過程管控，全員參與、實施、和長期維護管理及一套行之有效的ESD防護體系，才能減少ESD帶來的損失。
建立一個成功的ESD管理體系是減少敏感器件ESD損傷的關鍵。
靜電放電（Electrostatic discharge ESD）會對微電子器件以及包含這些器件的電子產品的制造過程和工作運行造成嚴重的損傷。電子器件的微小化、操作系統(tǒng)的高速度以及工廠自動化技術的使用使得ESD控制體系成為ESD敏感器件質量控制和可靠性保障的重要因素。
一個成功的ESD體系的建立、實施及管理必須全方位系統(tǒng)性考慮問題，它包括從產品設計到產品被客戶接受的整個過程。而且體系必須進行很好地管理，并使之融入到制造過程的每一個環(huán)節(jié)，根據(jù)產生靜電放電的不同機理，在電子產品的研發(fā)、實驗及使用等方面采取措施及建立相應的靜電防護體系，防止靜電放電的危害，達到靜電防護的目的。事實上，管理一個很好ESD管理體系比單靠硬件投入要有效得多。
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]]>一、接地
1、靜電耗散與接地
在生產過程中產生的靜電可以通過ESD防護材料及接地泄漏。如果ESD防護材料的面積足夠大時，也可降低靜電電壓，例如，某靜電源的電荷量為0.6微庫侖，其對大地電容20微微法時，靜電的靜電電壓為3000伏。當泄漏到地塊表面積為10平方米的導靜電地面時（對地電容1000微微法），每平方厘米的帶電量僅為0.6微微庫侖，此時靜電電壓只有60伏。因此可以看到，當ESD防護材料的面積足夠大，而且對大地的電容量也很大，當少量的靜電荷泄漏其上時，對ESD器件不會造成損壞。所以在某些情況下，可將面積非常大的ESD防護材料視為一懸浮接地。既使其不直接接地也不會對ESD器件造成不良影響。
但在實際生產中，接觸到的靜電源很多，而且積累的電荷量也較大。往往使用的ESD防護材料不可能提供較大面積，這時必需采取接地措施。
2、耗散與接地普遍場合
通常所說的靜電耗散，就是將ESD保護材料或導體上積累的靜電荷用某引起導靜電方式，將其漏到大地或者一個表面積足夠大的懸浮接地體上。由于靜電電量和泄漏電流都比較小，所以可以認為ESD防護材料和導電與大地之間的電阻不超過1兆歐左右，都可認為是符合要求。對于靜電接地電阻，國家標準GB12158-90規(guī)定：靜電導體與大地間的總泄漏電阻通常不大于1兆歐，每組專設的靜電接地的接地電阻值，一般不應大于100歐。在山區(qū)等地，其接地電阻值也不應大于1000歐。
YD／T754-1995《通信機房靜電防護通則》、SJ／T10553-1994《電子設備制造防靜電技術要求》規(guī)定靜電接地電阻值不大于10歐。這一數(shù)據(jù)已被廣泛采用。
電子工業(yè)靜電接地有軟接地和硬接地之分，軟接地是指地線串接阻值較高的電阻器后再與大地相連。軟接地的目的在于將對地電流限制在人身安全范圍之下（通常為5毫安）。軟接地所需要的電阻值大小，取決于靠近接地點的人員可能接觸到的交、直流電壓值。很多標準將軟接地電阻值定為1兆歐。硬接地是指將地線直接接地或通過一低電阻接地。一般情況，硬接地用于靜電屏蔽或儀器設備、金屬體的接地。
二、靜電中和
靜電路和是消除靜電的重要措施之一。在某些場合中，當不便使用ESD防護材料時，或必須將某些高絕緣易產生靜電的用品存放在工作臺或工藝線上時，為了保證產品量就必須對操作環(huán)境采取靜電中和措施。靜電中和是借助離子靜電消除器或感應式靜電刷來實現(xiàn)的。
靜電中和原理：將正負離子與靜電源上的正負電荷中和，從而消除靜電源上積累的靜電。
產生正負離子的裝置叫離子靜電消除器，其種類很多，有高壓式，同位素式、離子流式
等。
靜電中和也可采用靜電刷（靜電梳）來實現(xiàn)，它是在金屬棒上裝上一排導電纖維。當靜電刷與絕緣物相接觸時，在接觸過程中，可因電暈放電、泄漏、短路等直接消除絕緣物上的靜電荷。
在某些特殊情況下，還可采用防靜電劑（噴劑等）來實現(xiàn)靜電中和。這類噴劑通常是陽離子或陰離子表面活性劑。
上述幾種靜電中和的相互比較，離子靜電消除器具有不影響產品質量，消除靜電快，使用方便等特點，不足之處是儀器成本較高。防靜電劑的使用雖然具備操作簡單等特點，但從消除靜電效果來說，要某些情況下不如離子靜電消除器效果好，而且持久性不好。有的防靜電劑具有腐蝕性和毒性。
三、靜電屏蔽與接地
靜電屏蔽及接地通常用于對高壓源產生的靜電場屏蔽，某些對靜電極敏感電路的屏蔽，從而避免靜電場對ESDS器件和ESDS組件的感應和靜電放電產生的寬頻帶干擾。
屏蔽的作用是通過將一個區(qū)域封閉起來的殼體實現(xiàn)的。殼體可以作成金屬隔板式、盒式、
也可以作成電纜屏蔽和連接器屏蔽。屏蔽的殼體一般有實芯型、非實芯型（如金屬網）和金屬編織帶幾種類型，后者主要用作電纜的屏蔽。各種屏蔽體的性能，均用屏蔽體的屏蔽效果來表示。此值定義這空間某一區(qū)域屏蔽后的靜電場強度、比屏蔽前電場降低的分貝數(shù)。屏蔽效果優(yōu)與劣，不僅與屏蔽材料的性能有關，也與屏蔽與靜電源距離，以及殼體上可能存在的各種不連續(xù)的孔洞和數(shù)量有關。
靜電屏蔽效果與接地有很大關系，只有將屏蔽體接地，才能保證屏蔽體上感應的靜電荷泄漏，使屏蔽體內的電路不受靜電場干擾。
靜電屏蔽及接地是很多種儀表電路上防靜電干擾的重要措施之一。同時也用于防止靜電源對外界的干擾。
四、增濕
濕度增加則非導體材料的表面電導率增加，使物體積蓄的靜電荷可以更快泄漏。有靜電危險場院所，在工藝條件許可時，可以安裝空調設備、噴霧器以提高空氣的相對濕度清除靜電。一般情部，用增濕法消除靜電的效果很明顯的。但城要指出的是，對于表面容易形成水膜，即容易被水潤濕的絕緣體如橡膠等，增濕是有效的。
靜電防護的標準
1．將機器設備接地。
2．在工廠準備離子風機，適時吹散靜電荷。
3．鋪設防靜電地板（用防靜電瓷質地板就可以了）。
4．進入工廠穿戴防靜電服裝、鞋帽，保持室內衛(wèi)生干凈。
靜電防護的基本原則
自然界的所有物質都是由原子組合而成，原子中的質子（正電荷）與電子（負電荷）存在于我們生活中每個角落，可以這樣說：靜電是無處不有，無時不在，時時刻刻存在在我們生活中的一切周圍。在靜電防護過程中打算將靜電完全消除是困難的，但是我們可以采取防護措施，將靜電的產生與積聚控制在最小的限度之內，經過科學家和工程技術人員多年的研究和實踐，結果表明得出兩個防護靜電危害的本原則：
② 在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件。
②用靜電屏蔽容器運送靜電敏感元件。
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]]>ANSI/ESD S20.20是ESDA（美國靜電放電協(xié)會）對于電動引爆裝置以外的電子器件（包括電氣、電子元件、組件、裝置和設備）靜電防護要求的標準。該標準實際上是以上產品靜電防護的一個總體規(guī)范，它規(guī)定了靜電防護工作的管理原則、技術原則及技術要求。該標準適用于靜電敏感電壓HBM（人體帶電放電模型）100V以上電子器件的靜電防護。為配合標準的執(zhí)行，除主標準外，ESDA還發(fā)布了與該標準配套的31本輔助標準和1本使用手冊。這些輔助標準及手冊給出了主標準所有技術原則和要求的實現(xiàn)方式及測試方法，從而形成了一個系統(tǒng)化的標準族群。此外，20.20標準和輔助標準又有獨立性，在不斷的發(fā)展和更新。
作為一個非盈利性的技術性組織，ESDA主要通過兩種機制促使它的標準得到了國際上普遍的認可。第一，技術和信息上走在前列。ESDA對ESD涉及到的技術劃分了不同專向，并確定相應的小組進行技術研究和標準更新的工作，并在每年的年會上討論通過。同時，ESDA還與IEC、IEEE、JEDEC、EIA、NARTE、IDEMA、MIL、NASA等涉及靜電研究的組織建立了廣泛的聯(lián)系，保證標準適應技術發(fā)展的需要。第二，通過會員機制提高其影響力。ESDA會員遍布世界各地，而其核心成員由知名的靜電學專家、IBM、Intel、Motorola、Lucent、Boeing、HP、Kodak、Lockheel-Martin、AMD等具有行業(yè)影響力企業(yè)的ESD負責人、核心工程師，以及ESD防護用品測試設備的知名生產商，如3M、ION、ETS、ACL、Simco、SCC等技術專家組成，這樣既吸收了學術上的最新成果，又兼顧了技術實際應用的問題，而且標準也是核心成員的企業(yè)技術思想的體現(xiàn)，因而能夠很快得到具有影響力的公司的認可，繼而得到世界范圍的認可，樹立了權威性。
ANSI/ESD S20.20前身實際上是美國軍標MIL1686，而作為民用靜電防護的標準它卻已經取代了MIL1686，成為軍用和民用電子產品同時依照的權威性標準。這除了標準本身技術的權威性外也與其提供的認證服務機制有關。如同電子行業(yè)其它技術一樣，許多研究機構、行業(yè)組織和企業(yè)都有涉足ESD技術，因而形成了繁多的技術標準，而這些標準之間的差異和沖突又非常突出。現(xiàn)代電子產品的生產已經成為跨越國家和行業(yè)的國際化分工的生產，技術上沖突必然會對這種分工帶來十分不利的影響，因而整個電子行業(yè)需要有一套能夠統(tǒng)領全局的權威標準作為統(tǒng)一的尺度和規(guī)范，技術標準認證制度正好能滿足這一需求。當前許多知名跨國公司已經將ANSI/ESD S20.20標準作為其企業(yè)及合作伙伴共同遵照的ESD標準，并且開始將是否通過ANSI/ESD S20.20認證作為其供應商ESD控制水平乃至品質控制的一個硬性指標。
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]]>國內普通消費者對ESD和ANSI/ESD S20.20標準認證可能很陌生，但對電子行業(yè)，特別是歐美電子行業(yè)來說這是一個再熟悉不過的標準。ESD是英文electronstatic discharge的縮寫，原意是靜電放電，通常也指對靜電放電的防護（也就是我們平時所說的靜電防護或防靜電）；ANSI/ESD S20.20是美國靜電放電協(xié)會電子產品生產過程中靜電防護的標準，是目前國際上電子行業(yè)靜電防護的最權威的標準，也是唯一可以認證的靜電防護標準。企業(yè)通過ANSI/ESDS20.20認證，說明靜電在該企業(yè)在生產當中得到了嚴格的控制，從而保證了產品的質量，保證了產品的可靠性。
靜電和靜電放電在我們的日常生活中無處不見，但對電子器件來說，一次我們無法察覺
的輕微靜電放電就可能對其造成嚴重的損傷。電子技術的迅猛發(fā)展，已經讓電子產品的功能
越來越強大，體積卻越來越小，但這都是以電子元器件的靜電敏感度越來越高為代價的。這
是因為，高的集成度意味著單元線路會越來越窄，耐受靜電放電的能力越來越差，此外大量
新發(fā)展起來的特種器件所使用的材料也都是靜電敏感材料，從而讓電子元器件，特別是半導
體材料器件對于生產、組裝和維修等過程環(huán)境的靜電控制要求越來越高。但另外一方面，在
電子產品生產、使用和維修等環(huán)境中，又會大量使用容易產生靜電的各種高分子材料，這無
疑給電子產品的靜電防護帶來了更多的難題和挑戰(zhàn)。
靜電放電對電子產品造成的破壞和損傷有突發(fā)性損傷和潛在性損傷兩種。所謂突發(fā)性損
傷，指的是器件被嚴重損壞，功能喪失。這種損傷通常能夠在生產過程中的質量檢測中能夠
發(fā)現(xiàn)，因此給工廠帶來的主要是返工維修的成本。而潛在性損傷指的是器件部分被損，功能
尚未喪失，且在生產過程的檢測中不能發(fā)現(xiàn)，但在使用當中會使產品變得不穩(wěn)定，時好時壞，
因而對產品質量構成更大的危害。這兩種損傷中，潛在性失效占據(jù)了90%，突發(fā)性失效只占10%。也就是說90%的靜電損傷是沒辦法檢測到，只有到了用戶手里使用時才會發(fā)現(xiàn)。手機出現(xiàn)的經常死機、自動關機占、話音質量差、雜音大、信號時好時差、按鍵出錯等問題有絕大多數(shù)與靜電損傷相關。也因為這一點，靜電放電被認為是電子產品質量最大的潛在殺手，靜電防護也成為電子產品質量控制的一項重要內容。而國內外品牌手機使用時穩(wěn)定性的差異也基本上反映了他們在靜電防護及產品的防靜電設計上的差異。
實際上電子行業(yè)對靜電的關注由來已久，從電子產品特別是晶體管一出現(xiàn)，這一問題已
經開始為各企業(yè)及各國所認識和重視。對于靜電及靜電防護的研究也逐步演變?yōu)橐粋€新的邊
緣學科，形成了現(xiàn)代靜電工程學和靜電防護工程學，包含在其中的靜電起電原理、靜電放電
模型、靜電作用機理、靜電危害及其防護以及與其相關的靜電測試技術都得到了快速的發(fā)展。
盡管人類發(fā)現(xiàn)靜電已經有數(shù)千年的歷史，但對于電子行業(yè)來講，靜電防護遠非想象的那
么簡單。這是因為：
第一，生產工藝中材料和物品的復雜性：電子產品的制造從元器件生產到組裝，再到使
用維修的過程中會使用半導體、金屬、各種封裝材料、線路板基材、機殼、機座等多種原料，
而生產設備、操作工具、操作環(huán)境、包裝容器等又會使得有可能與電子器件相接觸的物品和
材料更加繁多。材料之間的接觸分離、摩擦、感應等都會產生靜電，而且這些物品當中有又
相當多使用的是靜電容易產生不易消除的高分子絕緣材料，這些都無疑會增加電子產品靜電
損傷的風險和靜電防護的難度。
第二，電子產品生產環(huán)節(jié)多，任何一個環(huán)節(jié)的閃失都會造成靜電防護的失?。弘娮赢a品
制造過程，從半導體材料到最終的組裝要經過半導體制造、芯片、裝片、固定、鍵合、封裝、
電路板制作、貼裝焊接、插接、裝配、測試等多個環(huán)節(jié)經歷各環(huán)節(jié)不同廠家數(shù)百個工序，任
何一個環(huán)節(jié)上的靜電都可能對器件造成損傷。一旦哪一個環(huán)節(jié)的靜電保護不夠就意味最終產
品出現(xiàn)問題。而全過程系統(tǒng)化地控制靜電也是電子行業(yè)靜電防護的一個重要特點。
第三，生產中人員因素會增加靜電防護的難度：盡管現(xiàn)代電子產品生產自動化程度越來
越高，但在整個制造過程離開人員操作是不可能的。相比機器設備人的活動要復雜的多，人
對器件的操作要復雜的多，因而人體靜電的防護要比設備和環(huán)境要復雜的多。同時，人作為
生產的主宰，人員防靜電的意識和靜電防護的操作水平會最終決定靜電防護是否有效。這些
都會增加靜電防護的難度。
第四，器件越來越敏感，要求越來越嚴格：電子技術的進步可以說是集成化的提高和新
的半導體材料的使用，集成化的提高意味著器件耐受靜電擊穿的能力的降低。當今集成電路
的最小線寬已經降到了45nm 這意味著按照10MV/CM 計算的理論耐擊穿能力只有45V，可能只是我們彎腰撿起一片紙張時產生的靜電壓的1/20，而另一些領域，如硬盤行業(yè)中的生產對靜電控制的要求已經降到5V 以下，這些必定對于靜電防護提出了新的挑戰(zhàn)。
電子產品的靜電防護的范疇
面對靜電對電子產品挑戰(zhàn)，人類也并非只是被動的應對，在進行防護的同時，電子產品
設計工程師也會使用保護電路、結構設計和材料選擇等技術手段努力提高電子產品的抗靜電
能力，畢竟絕大多數(shù)的電子產品是要在普通的環(huán)境下，而不是靜電控制環(huán)境下使用的。電子
產品的靜電防護包括了兩個范疇的內容：即靜電敏感器件的保護及產品抗靜電設計。
產品抗靜電設計是通過電路、布局和結構等方面提高產品的整體抗靜電能力，這些設計
可以應用微電子器件、線路板組件以及整機產品等不同級別上。對于手機這類的個人消費品，
其抗靜電能力也成為其重要的技術指標。如果一款手機抗靜電能力欠佳就意味著它不能在惡
劣甚至一般環(huán)境下使用。
敏感器件的保護是指在敏感器件的存儲、運輸、取放、操作及包裝過程中進行必要的靜
電控制，以確保器件不被靜電放電所損傷。而這種防護技術并非只是穿戴防靜電服佩戴手腕
帶之類的簡單工作，而是一項高要求、多環(huán)節(jié)、多過程、涉及范圍廣的系統(tǒng)性的工程技術。
這首先因為，由于靜電產生以及靜電放電對器件損傷的方式有多種模式，因而對于器件的靜電防護也需要考慮不同模式不同環(huán)境情況下的保護手段。再者，不同器件在不同的放電模式情況下對靜電的耐受能力不同，又需要對器件按人體帶電放電模型、機械帶電放電模型、帶電器件放電模型、場感應帶電放電模型等不同放電模型進行敏感度測試和敏感度級別劃分，讓防護手段有的放矢。再有，靜電的控制要涉及接地、材料、設備、環(huán)境、測量等技術，關聯(lián)到采購、倉庫、檢驗、生產、測試、工程、質量、維修多個部門，是一項多部門參與，跨越多學科的復雜性工程技術。此外，由于靜電控制當中人的關鍵因素存在，使得人員的防靜電意識、人員對敏感器件的操作以及防靜電用品的正確使用等與人相關的因素成為靜電防護最關鍵的因素。將管理納入到靜電防護的內容，讓靜電防護從單純的技術性要求上升到一個管理加技術的體系性的工程早已經成為國外知名電子企業(yè)通行做法。
ESD 體系或者ESD 控制計劃的基本思想是，將靜電控制的技術原理和質量管理的基礎思想結合起來，形成一個基本原則框架，然后通過實施細則和檢查監(jiān)督機制來保障龐雜的技術要求落到每一個細處。從技術理論上來講，靜電防護的基本技術原理并不高深莫測，其難度主要在于如何發(fā)現(xiàn)每一處靜電隱患，如何解決每一個靜電問題以及如何讓每一環(huán)節(jié)，每一個場所都避免靜電的影響。這些都只能是通過體系來解決的，而非簡單的技術處理就能解決的。
ESD 體系包含的內容大體可以劃分為管理和技術兩大部分。
管理方面主要包含：對敏感器件進行敏感度的劃分以確定ESD 防護問題；建立控制ESD
的團隊，并進行相應的職責劃分，確定質量責任；形成執(zhí)行的檔以指導和規(guī)范日常的工作和
測試；確立和規(guī)定培訓機制，開展培訓活動，以確保員工得到充分的培訓；確立和規(guī)定審核
和檢查機制，開展審核和檢查工作，以確保體系得到貫徹和實施。
技術方面則包括：確保接地、人體靜電消除、靜電消除、屏蔽、阻值控制等技術原理在
必要的環(huán)節(jié)和場所得到實現(xiàn)；規(guī)定器件在不同環(huán)節(jié)和場地所需要的防護環(huán)境和操作，以及實
現(xiàn)靜電控制技術手段的技術標準要求；規(guī)定防靜電用品和防靜電設備的使用以及必要的檢測
方法。
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]]>ESD 體系在管理方面很大程度上是借鑒了質量管理的思想，而且在實際中，ESD 體系通常是納入到質量管理體系當中進行運作的。目前歐美電子企業(yè)建立ESD 體系主要依據(jù)的三大標準ANSI/ESD S20.20、IEC61340-5 以及EIA625 中都從不同側面體現(xiàn)了質量管理的思想，而其中ANSI/ESD S20.20 中更是直接借鑒了ISO9000 的思想，后者8 個基礎思想在標準中都有所體現(xiàn)。ANSI/ESDS20.20 認證的一個基礎條件就是企業(yè)首先要建立了質量管理體系并通過了ISO9001 認證。可以講，一個成功的ESD 控制體系是質量管理體系在ESD 專向技術上的一個巨大提升。ESD 控制水平實際上反映了電子產品生產企業(yè)的質量控制水平，國外電子企業(yè)特別是知名的跨國公司將ESD 控制水平視為選擇合作伙伴的一個重要考核指標，這一點也逐步為國內成功的電子企業(yè)所采用。
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]]>一、靜電防護的基本原則
a、抑制靜電荷的積聚；
b、迅速、安全、有效地消除已經產生的靜電荷。
二、防靜電工作區(qū)場地
1、地面材料
a.禁止直接使用木質地板或鋪設毛、麻、化纖地毯及普通地板革。
b.應該選用由靜電導體材料構成的地面，如防靜電活動地板或在普通地面上鋪設防靜電
地墊，并有效接地。
c.允許使用經特殊處理過的水磨石地面，如事先敷設地線網、滲碳或在地面噴涂抗靜電
劑等。
2、接地
a．防靜電系統(tǒng)須有獨立可靠的接地裝置，接地電阻一般小于10Ω，埋設與檢測方法應符
合GBJ 97的要求。
b.防靜電地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。
c、使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線（但零線、地線不得混接）。
d．接地主干線截面積應不小于100mm2；支干線截面積應不小于6mm2；設備和工作臺
的接地線應采用截面積不小于1.25mm2的多股敷塑導線，接地線顏色以黃綠色線為宜。
e、接地主干線的連接方式應采用釬焊。
f.防靜電設備連接端子應確保接觸可靠，易裝拆，允許使用各種夾式連接器，如鍔魚
夾.插頭座等。
3．天花板材料
天花板材料應選用抗靜電型材料制品，一般情況下允許使用石育板制品，禁止使用普通塑
料制品。
4．墻壁面料
墻壁面料應使用抗靜電型墻紙，一般情況允許使用石膏涂料或石灰涂料墻面，禁止使用
普通墻紙及塑料墻紙。
5、濕度控制
a、防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對濕度以不低于50％為宜。
b、在不對產品造成有害影響前提下，允許使用增濕設備噴灑制劑或水，以增加環(huán)境濕
度。
c．計算機房的濕度應符合GB 2887中的有關規(guī)定，類似的機房也應符合此規(guī)定。
6．區(qū)域界限
防靜電工作區(qū)應標明區(qū)域界限，并在明顯處懸掛警示標志，普示標志應符合GJB1649規(guī)
定，工作區(qū)入口處應配置離子化空氣風浴設備。
7．電荷源
在防靜電工作區(qū)內禁止使用及接觸易產生靜電荷的電荷源
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]]>靜電放電測試是測試設備抗靜電放電或ESD的過程，當兩個帶電物體相互接觸，發(fā)生短路或遭受電介質擊穿，從而導致突然的電流流動時，就會發(fā)生ESD。這通常會產生可見的火花或放電，靜電放電會損壞敏感的電子設備，從而導致設備故障和網絡故障，并有可能觸發(fā)氣體，煤塵或燃料蒸氣爆炸。測試工程師執(zhí)行ESD測試，以確保其產品獲得對這些放電的免疫力，無論是人體，機器還是帶電設備所產生的電流。
防靜電槍|ESD模擬器
ESD槍（也稱為ESD模擬器）是用于測試產品對靜電放電的抵抗力的手持工具，ESD噴槍通常是可編程的，允許用戶使用高達16kV或30kV的放電電壓進行測試，并能夠滿足IEC/EN61000-4-2等EMC標準。根據(jù)具有不同上升時間和脈沖寬度的不同RC網絡，可以實現(xiàn)不同的標準。
ESD測試方法
ESD抗擾性測試通過與被測設備直接接觸或按照IEC61000-4-2所述的氣隙放電模擬由ESD噴槍產生的帶有高頻ESD脈沖的設備上的放電。ESD測試方法考慮了ESD的最常見實際情況，并分為以下模型。
人體模型（HBM）
人體模型是最常見的ESD測試，適用于設計用于個人用途的電子組件。HBM測試模擬了電荷積聚在人體上并導致靜電放電的情況，當人體從平凡的活動（如將腳踩在地板上）積聚了殘余電荷時，就會發(fā)生靜電放電。
機器型號（MM）
機器模型在為制造的設備開發(fā)的電子組件上執(zhí)行，MMESD測試包括模擬電荷，當電荷累積在金屬設備或工具上時，會引起ESD。例如，在工業(yè)自動化制造中的機器可能帶有電荷，并在與組件接觸時觸發(fā)靜電放電。
充電設備型號（CDM）
充電設備模型也適用于制造設備的電子組件，CDM復制了電荷在DUT上累積并引起ESD的情況；這通常發(fā)生在始終開機的環(huán)境中。
ESD測試標準
ESD測試是EMC測試的一部分，EMC測試是對設備或系統(tǒng)電磁兼容性的衡量。具體而言，ESD屬于傳導敏感性（CS）類別，通過滿足由MIL-STD-461GCS和IEC61000-4等國際公認標準制定的測試要求，證明了EMC。
符合標準是確保您的設備不受電磁干擾（EMI）干擾并準備投入市場的關鍵，在歐洲經濟區(qū)（EEA）內出售的產品最符合健康，安全和環(huán)保標準的公認標識是CE標志，以下標準可幫助您達到產品的CE標記。
通用ESD測試標準
IEC61000-4-2|靜電放電抗擾度測試
IEC61340-3-1|人體模型（HBM）
IEC61340-3-2|機器模型（MM）
RTCA/DO-160|航空航天/國防工業(yè)ESD測試
ISO10605|道路車輛的ESD測試
CISPR24|ITE的抗擾度測試
ISO7637|道路車輛–傳導與耦合
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]]>靜電是人們非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。靜電的許多功能已經應用到軍工或民用產品中，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復印等。然而，靜電放電ESD（Electro-Static Discharge）卻又成為電子產品和設備的一種危害，造成電子產品和設備的功能紊亂甚至部件損壞?，F(xiàn)代半導體器件的規(guī)模越來越大，工作電壓越來越低，導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對于電路引起的干擾、對元器件、CMOS電路及接口電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。電子設備的ESD也開始作為電磁兼容性測試的一項重要內容寫入國家標準和國際標準。
1.靜電成因及其危害
靜電是兩種介電系數(shù)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，其中一個趨從于另一個吸引電子，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(fā)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(jù)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(fā)生，例如，絕緣擊穿可能激發(fā)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(shù)碼產品的構造及其ESD問題
現(xiàn)在各類數(shù)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。并都或多或少的裝有部分接口用于人機交互，這樣就存在著人體靜電放電的ESD問題。一般數(shù)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(shù)據(jù)傳輸接口.
ESD可能會造成產品工作異常、死機，甚至損壞并引發(fā)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和其它浪涌沖擊的測試。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(shù)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。盡量增加殼體的厚離，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(jù)經驗，8kV的ESD在經過4mm的距離后能量一般衰減為零。
其二，用“疏”的方法，可以用EMI油漆噴涂在殼體的內側。EMI油漆是導電的，可以看成是一個金屬的屏蔽層，這樣可以將靜電導在殼體上；再將殼體與PCB（Printed Circuit Board）的地連接，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，還可以用一個金屬屏蔽罩將其中的電路保護起來，金屬屏蔽罩再連接PCB的GND。
總之，ESD設計殼體上需要注意很多地方，首先是盡量不讓ESD進入殼體內部，最大限度地減弱其進入殼體的能量。對于進入殼體內部的ESD盡量將其從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(xiàn)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，對于EMI、音頻、ESD等各方面性能都有好處。另一方面，數(shù)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，尤其是關于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，通過反復研究與實驗，發(fā)現(xiàn)是PCB設計中的出現(xiàn)的問題。為此，這里總結了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于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0.2mm0.3mm；
(4)Vbat與其它布線之間的距離保持在0.2mm0.3mm;
(5)重要的線如Reset、Clock等與其它布線之間的距離應大于0.3mm;
(6)大功率的線與其它布線之間的距離保持在0.2mm0.3mm；
(7)不同層的GND之間應有盡可能多的通孔（VIa）相連；
(8)在最后的鋪地時應盡量避免尖角，有尖角應盡量使其平滑。
3.3 產品的電路設計
在殼體和PCB的設計中，對ESD問題加以注意之后，ESD還會不可避免地進入到產品的內部電路中，尤其是以下一些端口：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(shù)據(jù)傳輸接口，這些端口很可能將人體的靜電引入內部電路中。所以，需要在這些端口中使用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響應速度太慢，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(yè)中普遍使用專業(yè)的“靜電抑制器”來取代以往的靜電防護器件 ?！办o電抑制器”是專業(yè)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(yè)性。它由Polymer高分子材料制成，內部菱形分子以規(guī)則離散狀排列，當靜電電壓超過該器件的觸發(fā)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（0.5ns1ns）、非常低的極間電容（0.05pf3pf），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?。?603、0402）、無極性、反應速度快等諸多優(yōu)點，現(xiàn)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、將該器件盡量放置在需要保護的端口附近；
2、到GND的連線盡可能短;
3、所接GND的面積盡可能大。
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。由于現(xiàn)在的數(shù)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，采用本文的設計方法處理，將一個原本± 2kV 放電就會死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(wěn)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！
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ESD20.20 認證
我國已經成為電子產品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產品加工企業(yè)。目前這些企業(yè)的 ESD 控制工作絕大多數(shù)沒有按照美國標準建立 ESD20.20 方案，工廠的 ESD 控制工作無非 是購買防靜電工作服和手腕帶這些簡單的 ESD 用品，距離 ESD 20.20 標準有很大的差距。很多企業(yè) 在遇到國外的大客戶現(xiàn)場稽核時，往往在做了精心的準備之后，卻還是因為 ESD 問題被拒之門外。 ESD 技術水平的提高是整個電子行業(yè)的當務之急，ESD 體系標準的推廣和普及任務艱巨。
ESD20.20 標準
NSI/ESD S20.20:2007 是美國 ESD Association（ESD 協(xié)會）于 2000 年 正式推出認可的認證項目，該協(xié)會由電子元器件的制造、使用商組成的，主要成員包括了 IBM，MOTOROLA 等公司，這些公司的 OEM 工廠或供貨商必須要通過 ESD S20.20 認 證認可，才能獲取和保持 OEM 和供應產品的資格。所以，可以認為 ESD20.20 是一個買方認證標準， 對于那些芯片、電子元器件、電源及轉換器、顯示屏的制造商而言，要成為知名品牌的供應商，ESD20.20 近似于一個強制認證標準。
ESD 認證
ESD 認證時根據(jù) ANSI/ESD S20.20，是對企業(yè)的 ESD 體系（包括文件、人員及防護設施體等）進行 認證. ESD 標準是基于 ISO 9001 基礎上對靜電放電防護控制體系的特定要求。標準對工廠的 ESD 體 系的建立、EPA 的建立、敏感器件的包裝、生產各環(huán)節(jié)的處理、人員培訓和考核、內審制度的建立 和檢查、檢測手段等各方面都作了明確的規(guī)定。
ESD 適用的行業(yè)
包括電子電氣，IT 和通訊等
1.靜電防護要求高的企業(yè)，如生產晶片，磁頭的企業(yè)。
2.知名跨國公司的下屬企業(yè)或者供應商，如 IBM,INTEL 等
3.承接 OEM、ODM 的知名 EMS 企業(yè)。
關鍵收益
-以系統(tǒng)方法對防靜電進行管理
-減少靜電損傷不良，提高產品品質及合格率；
-減少與各客戶間分歧及客戶投訴；
-減少／避免不同客戶的重復認可并節(jié)省費用
-增強客戶的信任和滿意度。
什么是IEC61340-5-1:2007
IEC61340-5-1:2007標準是ESD S20.20:2007之外的另一個新的防靜電國際認證標準，由IEC國際電工委員會頒布，2007年8月之前此標準一直是處于技術規(guī)范的狀態(tài)，并未形成國際標準。IEC61340-5-1:2007標準是對通過ESD S20.20:2007標準更新， 目前歐洲和日本企業(yè)會更傾向于IEC61340-5-1標準的認證。對ESDS20.20:2007標準認證的客戶，其靜電防護體系也可以按 IEC61340-5-1:2007標準方便地進行轉換。
ESD S20.20與IEC61340-5-1有什么聯(lián)系和區(qū)別
IEC61340-5-1的標準制定技術委員會（101委員會）成員大多來自ESD S20.20的標準編寫人員，故兩者并無本質區(qū)別，最大區(qū)別是IEC61340是國際標準，而S20.20是美國國家標準，取得ANSI/ESD S20.20認證可自由轉換申請IEC61340-5-1認證。
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]]>ESD體系需要的投入包含了硬件方面投入（即
ESD認證
購買防護用品和材料）和軟件投入（管理的資源）。表面上看，這些投入勢必造成成本的上升和經濟效益的下滑，但實際上，ESD體系會帶來可觀的經濟效益，是一項投入產出比非常的投資。首先，ESD體系帶來的是不良品的降低和返工維修率的降低，這無疑會帶來直接的經濟效益。其次，ESD體系帶來的是產品品質和可靠性的提高，能夠讓企業(yè)在市場上以較高的價格贏得更多客戶，創(chuàng)造難以估量的市場價值；再次，作為體系化工作中的制度、準則、規(guī)范、培訓、審核、技術的掌握以及能有效解決問題的團隊，除了能保障ESD工作全面貫徹，ESD防護水平持續(xù)提高之外，還能避免因為過度投入、重復投入和錯誤投入所造成的損失。
ESD體系的投入讓國內很多電子產品生產企業(yè)望而卻步，ESD工作成為應付客戶檢查的表面工作，或者根本沒有ESD方面的考慮，但最終這樣的想法讓導致的是客戶的不滿、市場競爭的落敗以及返工維修成本的損失。相反，國外成功企業(yè)在ESD上的大力投入收到的卻是可觀的經濟效益。
中國已經成為世界電子產品的生產基地，提供世界1/4以上的電子產品，我們要鞏固和提高在世界電子行業(yè)的地位就不能不認真對待ESD問題。聯(lián)想移動獲得ANSI/ESD S20.20認證是其產品品質和可靠性信心的標志，也是其建立與國際同步的ESD體系的標志。我們今天看到聯(lián)想移動所邁出的這一步應該成為國內手機行業(yè)乃至國內整個電子行業(yè)所將要邁出的一步。
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