每個(gè)人都認(rèn)為閃電擊中房子是一個(gè)很大的悲劇。微型的ESD閃電滲透電子元件脆弱的結(jié)構(gòu)同樣是毀滅性的。有些集成電路(IC, integrated circuit)含有多達(dá)四百萬(wàn)個(gè)單獨(dú)的元件，單個(gè)元件的尺寸只有0.18µ。閃電和靜電(ESD)兩者都是電的形式，其總是企圖往地上走。ESD“攻擊”將樂(lè)于通過(guò)電子元件到達(dá)地線，在這一路上引起破壞。

　　人類通過(guò)日常活動(dòng)可產(chǎn)生高達(dá)25,000V的靜電放電。人類手的神經(jīng)可感覺(jué)到低至大約3,000V的靜電放電。只需要10V的ESD就可毀壞今天IC內(nèi)部的某些極小零件和跡線。其結(jié)果是，雖然ESD看不見(jiàn)、聽(tīng)不到或感覺(jué)不到，但可重大地?fù)p傷或毀壞現(xiàn)在電子的運(yùn)行。 　　什么引起ESD？

　　當(dāng)兩種材料一起摩擦，一種丟失電子，而另一種則收集電子。前者正充電，而后者則負(fù)充電。靜電是一個(gè)物體上的非移動(dòng)的充電。如果有機(jī)會(huì)，該物體將放掉充電，又回到中性(如在門把上的火花這種情況)。這種充電釋放就是ESD，靜電放電。絕緣體趨向于保持其靜電充電集中在一個(gè)不動(dòng)的區(qū)域，因此電壓可能很高。導(dǎo)體趨向于均衡其充電，把它傳導(dǎo)給接觸到的接地物體。產(chǎn)生ESD的方法包括從地毯走過(guò)、梳頭、撕開(kāi)膠帶(塑料)、打開(kāi)兩面接觸的塑料袋，等。ESD典型的來(lái)源包括人員、處理設(shè)備和一些普通塑料1。ESD敏感元件(可能容易被ESD損壞的零件)包括：半導(dǎo)體元件、厚與薄的薄膜電阻、片狀元件、混合電路器件和晶體。

　　進(jìn)口、出口與現(xiàn)場(chǎng)　　印刷電路裝配(PCA, printed circuit assembly)或單個(gè)元件可能有幾種方式被ESD所損壞： 手直接接觸到元件引腳。 非直接接觸，如手接觸連接器或金手指(gold finger)。ESD“攻擊”沿PCA的跡線運(yùn)行直到找到一個(gè)脆弱的IC，將它摧毀2。 PCA或單個(gè)的元件放在一個(gè)充電表面，通過(guò)感應(yīng)“拾取”類似靜電充電。這樣，當(dāng)放在一個(gè)金屬表面，迅速放電(慢放電是安全的)。 PCA或單個(gè)的元件暴露在很強(qiáng)的外部電場(chǎng)，誘發(fā)過(guò)大的內(nèi)部電流。

　　健康的、死亡的與受傷的　　PCA或單個(gè)的元件可能存在三個(gè)基本情況中的之一：　　健康的。這個(gè)元件通過(guò)適當(dāng)?shù)腅SD技術(shù)處理，將成功運(yùn)行幾年時(shí)間。死亡的。這個(gè)元件由于不適當(dāng)?shù)脑幚矶獾絿?yán)重的ESD損害，不能運(yùn)行。受傷的。這種元件遭受部分ESD損壞，含有潛在的缺陷。雖然信號(hào)可以在終測(cè)試時(shí)成功地通過(guò)，但是正常使用的壓力將引起過(guò)早的和不希望的現(xiàn)場(chǎng)失效。這種情況不能正常地發(fā)覺(jué) - 預(yù)防是的保護(hù)。有些類型的元件危險(xiǎn)性極高，但把注意力和預(yù)防只局限在有限的部分零件是不明智的。是保持良好的習(xí)慣，對(duì)所有電子產(chǎn)品都有ESD意識(shí)。

　　絕緣體、導(dǎo)體及其中間物絕緣體是諸如塑料、橡膠、羊毛、衣物和紙張之類的材料。當(dāng)任何這類材料一起摩擦?xí)r，它們就變成靜電充電發(fā)生器。如果這充電可找到對(duì)地通路，即變成ESD。

　　導(dǎo)體是諸如銅、鋁、銀、金、鋼和碳之類的材料。當(dāng)與地連接時(shí)，它們提供靜電的快速排放通道。如果PCA或單個(gè)元件變成這個(gè)快速通道的一部分，則可能造成對(duì)電子元件的損壞。耗散材料(dissipative materials)是屬于導(dǎo)體類的，但當(dāng)連接到地時(shí)，它們提供靜電的緩慢放電通道。如果PCA或單個(gè)元件變成這個(gè)緩慢通道的一部分，則任何PCA上的現(xiàn)存充電將安全地通往地下。

　在絕緣體上建立充電之后(如，抹布擦過(guò)塑料臺(tái)面之后)，它不能“排放掉”。消除它的方法是通過(guò)離子器，它結(jié)合了額外的正與負(fù)離子源，通過(guò)風(fēng)扇來(lái)分散。當(dāng)離子遇上絕緣體表面的靜電時(shí)，它們結(jié)合在一起，并中性化，消除了潛在的問(wèn)題。(表一) 表一、不同材料的導(dǎo)電率 導(dǎo)體(包括靜電屏蔽) - 一種容易將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位106Ω或更小)　靜電耗散材料 - 一種慢慢把靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位106~109Ω)　防靜電材料 - 一種實(shí)際上不產(chǎn)生靜電的材料。 (表面電阻：每平方單位109~1014Ω)　絕緣材料 - 一種不不能將靜電導(dǎo)入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位1014Ω或更大)　運(yùn)載ESD敏感元件PCA或單個(gè)元件只應(yīng)該放在適當(dāng)裝備有ESD認(rèn)可的裝配線或工作臺(tái)上，或在完全密封的ESD認(rèn)可容器內(nèi)。普通運(yùn)載材料/物品包括：防靜電(antistatic)。這種類型包括傳統(tǒng)的粉紅色特殊配方的塑料袋和不透明IC裝運(yùn)管。當(dāng)零件在內(nèi)面移動(dòng)時(shí)，這些具有事實(shí)上不產(chǎn)生任何新靜電的特性。但是重要的是注意，它們不是屏蔽容器，不能阻擋強(qiáng)電場(chǎng)(例如，在高度放電的泡沫托盤內(nèi)的IC裝運(yùn)管會(huì)把零件暴露給ESD)。

　　屏蔽(shielding)。這一類型包括傳統(tǒng)的金屬化裝運(yùn)袋和碳質(zhì)線紙板盒。金屬化袋開(kāi)始是聚酯薄膜(Mylar)，然后噴涂連續(xù)的鋁層。這種袋為其包裝的內(nèi)容形成法拉第筒(faraday cage)，可有效地阻擋電場(chǎng)。鋁涂層袋對(duì)任何距離的裝運(yùn)都很好，但必須完全關(guān)閉才起作用。它應(yīng)該用拉鏈合上(如果提供)、或折疊和膠帶封住。不要用訂書釘來(lái)密封袋，因?yàn)橹旅碾妶?chǎng)會(huì)通過(guò)訂書釘從外面?zhèn)鞯絻?nèi)面。不要讓袋子開(kāi)著口，因?yàn)榇鼉?nèi)的物品會(huì)暴露在強(qiáng)電場(chǎng)下。不要將PCA用空袋子包裹來(lái)攜帶。不要把PCA放在空袋子上。

　　碳質(zhì)線紙板盒開(kāi)始是內(nèi)面完全涂層的紙板，外面是導(dǎo)電性的碳涂層。這種盒子對(duì)裝運(yùn)很好，只有當(dāng)蓋子完全關(guān)閉才起作用。因?yàn)镻CA在盒子內(nèi)到處移動(dòng)，所以通常不提供接地通路。如果蓋子部分掉開(kāi)，物品暴露，則可能受到強(qiáng)電場(chǎng)的損壞。導(dǎo)電性塑料如托盤和零件箱(由特殊配方的塑料制造)。將PCA或元件放在耗散性腳墊的紙上是可以的，只要引腳連續(xù)地接觸腳墊，人穿上腳帶拿住托盤，只走在特殊涂層的ESD耗散性上過(guò)蠟的地板上。

　　零件箱也是由特殊配方的塑料制成，使其具有導(dǎo)電性和屏蔽性。這些可用于本地或長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，蓋子必須完全閉合和拴住。　　金屬籠。這種籠子是工廠內(nèi)部運(yùn)輸?shù)挠行Чぞ?，如果有耗散性腳墊在頂部(防止快速放電)，并用鏈條接地到上過(guò)靜電耗散性蠟的地板上。

　　預(yù)防目標(biāo)是零電壓。完美的工人。生產(chǎn)力、不容易對(duì)零件造成ESD損害的人應(yīng)該是，具備良好的態(tài)度、知識(shí)、兩只腳帶(腳跟或腳趾型)和一個(gè)腕帶(如果工作需要坐下的)。 腕帶(wrist strap)祥述： 腕帶和工作臺(tái)墊提供ESD到達(dá)地下的清晰的路徑，使其佩帶者接近零伏電荷。帶和墊兩者都用內(nèi)置限流 1M 電阻，形成一個(gè)安全系統(tǒng)，為裝配或制造工人防止來(lái)自偶然的110VAC的電擊。 有些人具有自然干性皮膚，累次在其開(kāi)始工作時(shí)的腕帶測(cè)試中不通過(guò)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，不要使用商業(yè)購(gòu)買的家用潤(rùn)膚露，它含有硅，可能負(fù)面影響焊接連接。管理者應(yīng)該確實(shí)可購(gòu)買到ESD認(rèn)可的潤(rùn)膚露。 有些人可能會(huì)有由于腕帶內(nèi)金屬部分引起的皮膚刺激。(這是由于小部分混合在不銹鋼內(nèi)的鎳)。因?yàn)檎麄€(gè)腕帶有導(dǎo)電性材料編織在里面，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)在接觸皮膚的金屬區(qū)域貼上一小部分白色急救膠布來(lái)解決。

　　警告：經(jīng)常工作在高壓環(huán)境(例如，250VAC以上，諸如系統(tǒng)修理/維護(hù))的人員不應(yīng)該使用腕帶或腳帶，或倚靠在工作臺(tái)墊上，因?yàn)樗鼈兲峁纳眢w到地的通路。一個(gè)工人應(yīng)該做PCA處理或者機(jī)器維護(hù)，不能兩者都做。這是兩種不同的工作，要求不同的程序和設(shè)備。

　　完美的工作臺(tái)。為了達(dá)到零伏靜電電荷，所有不必要的材料都應(yīng)該從工作站拿走，特別是普通塑料、泡沫和紙張。應(yīng)該留意保持計(jì)算機(jī)顯示器至少離開(kāi)PCA 24"(60 cm)。一張認(rèn)可的(查找ESD三角標(biāo)記)接地墊應(yīng)該覆蓋在工作臺(tái)上。應(yīng)該給腕帶提供快速插座。防靜電地板墊是有益的，只要PCA或零件保存在該工作站，不必要用手工搬運(yùn)到一個(gè)ESD不安全的區(qū)域(例如，普通水泥地板或地毯)。如果可能的話，應(yīng)該使用防靜電瓷磚或耗散性地板蠟作地板覆蓋，為腳帶提供好的接地通路。

　　濕度之迷　　隨著濕度上升(空氣中許多潮氣)，ESD的危險(xiǎn)沒(méi)有了。這個(gè)說(shuō)法是錯(cuò)誤的。危險(xiǎn)性降低是真的，但沒(méi)有脫離。所有處理零件的工人必須總是跟隨良好的ESD習(xí)慣。

　　培訓(xùn)　　ESD教育必須存在于零件生命周期的所有位置：制造商、銷售商、合約制造商(CM)、裝配者、顧客、等等。教育銷售商、雇員和顧客適當(dāng)?shù)腅SD習(xí)慣，以保護(hù)所有的共同利益。如果CM有認(rèn)真的方法，但其前后的伙伴都沒(méi)有，零件將損壞或遭受ESD的損害。相互支持、配合與合作將得到通過(guò)預(yù)防所達(dá)到的許多利益。

　　行為準(zhǔn)則(Dos and Don'ts) 　　應(yīng)該做的(Dos)。拿住零件和PCA的邊緣。在適當(dāng)?shù)娜萜鲀?nèi)運(yùn)輸零件和PCA。在每次進(jìn)入工作區(qū)之前測(cè)試腳/腕帶，并按照公司政策在記錄表上記錄下來(lái)。在兩只腳上穿腳帶。全部所有參觀者穿上腳帶。當(dāng)清洗印刷電路板(PCB)時(shí)，只使用ESD認(rèn)可的自然毛刷(不要用塑料)和溶劑。在清洗時(shí)保存零件接地，因?yàn)楣腆w毛刷對(duì)板和液體溶劑對(duì)板可能產(chǎn)生ESD。保存PCA在ESD墊上盡可能多地“引腳朝下”。使用黃色警告膠帶標(biāo)記ESD區(qū)域邊界的制造區(qū)域。在所有操作和檢查中盡可能地減少PCA的運(yùn)動(dòng)?？赡艿脑挏p少操作次數(shù)。將元件保存在原包裝內(nèi)，直到準(zhǔn)備使用，只存儲(chǔ)在完全閉合的屏蔽容器內(nèi)，或者引腳朝下放在耗散性接地墊子上。保存零件離開(kāi)計(jì)算機(jī)或CRT機(jī)器顯示器 24" (60 cm)。

　　不應(yīng)該做的(Don'ts)。摩擦頭發(fā)。使用非ESD認(rèn)可袋/工具箱。允許衣服/頭發(fā)/領(lǐng)帶摩擦到PCA。使用家用的潤(rùn)膚露。堆放板。用屏蔽袋象“墊托”式地拿板。把PCA放在屏蔽袋的上面。在電源電路工作時(shí)使用接地腕帶、腳帶或工作臺(tái)墊(例如，有250VAC以上的機(jī)器維護(hù))。在任何表面滑動(dòng)靜電敏感零件。 達(dá)到一個(gè)適應(yīng)ESD工作場(chǎng)所的計(jì)劃 培訓(xùn)。 從工作區(qū)域、接收、制造、裝運(yùn)和安裝去掉靜電產(chǎn)生源。 為人員、工作臺(tái)、地板和工具提供放電通路。 為操作、運(yùn)輸和存儲(chǔ)ESD敏感元件/裝配實(shí)施安全技術(shù)。

　　課堂演示　　ESD - 快速地擦白板二十秒鐘，然后拿住鑰匙靠近金屬臺(tái)板(可見(jiàn)放光)?！　?dǎo)電性 - 使用手電筒的零件，用各種普通的物體替代開(kāi)關(guān)，列出導(dǎo)體和絕緣體(導(dǎo)體可讓燈亮)?！　‰姾呻妶?chǎng) - a) 一個(gè)手中拿住兩片塑料膠帶，看膠帶怎樣具有電荷和電荷是如何排斥的。b) 拿住一片膠帶，在煙灰上距離 4" ，看煙灰怎樣被膠帶上的電荷吸引過(guò)去。 Acknowledgements Thanks to Tom Champion of Jabil Circuit and Bill Pellegrin of 3M for providing information and critique. References Jabil Circuit operations procedure 1-OP20-1000-000b 4-29-98. Videotape VT-19, "Electrostatic Discharge ESD Control," IPC, Northbrook, IL 60062, 1994. Floyd H. Bertagnolli, may be contacted at Jabil Circuit, 30 Great Blvd., San Jose, CA 95119; (408) 361-3283; E-mail: floyd_bertagnolli@jabil.com; Web site: www.jabil.com.