消除產(chǎn)生靜電的過程

          顯然，設計不是完整的答案。逃避ESDS元件和產(chǎn)品是不現(xiàn)實的，但是在生產(chǎn)和儲運過程中盡可能地減少產(chǎn)生靜電的工序和材料，可以在很大程度上消除靜電的產(chǎn)生與積累。
電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，視靜電如虎。由于靜電破壞于無形，故消除ESD危害要以預防為主，防患于未然。作業(yè)區(qū)中必須設置靜電保護區(qū)域（EPA, electrostatic protected area），IEC1340-5-1（1995）《電子器件防護規(guī)范一般要求》中，對EPA給出了一個形象的配置實例圖該模型一直被眾多的電子產(chǎn)品制造廠家所采用。它的核心是等電位搭接，即將圖中標注的所有人員、材料、工作面連接在一起并電氣連接到公共地，防止不同物體之間產(chǎn)生電位差，因為ESD不會發(fā)生在保持相同電勢或零電勢的材料之間，所以EPA環(huán)境中的ESDS器件或電路板，都可以免受ESD損害。
       為抑制靜電的產(chǎn)生和積累，EPA區(qū)域內(nèi)應盡量避免使用表面電阻率高的普通塑料、聚乙烯、苯乙烯制品，如化纖地毯、尼龍服、布質(zhì)儀器罩等，這些物品一經(jīng)磨擦就會產(chǎn)生靜電且不易釋放；要盡可能地減少塵埃，塵埃粒子通常附著電荷；操作者應杜絕用手、服裝觸及電路板和各種IC引腳；清洗印刷電路板（PCB）時，只使用ESD認可的自然毛刷和溶劑；在所有操作和檢查中盡可能地減少印刷電路裝置（PCA, printed circuit assembly）的移動，可能的話減少操作次數(shù)；器件應存儲在*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；PCB或器件上跟蹤工作過程（WIP, work in process）的標簽也應使用靜電耗散性標簽。
        敏感器件的物流也是一個不容疏忽的環(huán)節(jié)。在這個過程中，元器件不可避免地要與外包裝相摩擦產(chǎn)生靜電，而且暴露在外界電場中（如經(jīng)過高壓設備附近）的敏感器件也極易受到破壞，很可能在我們還沒有意識到的狀況下，敏感器件已經(jīng)受損，因此儲運時應采用耗散性或防靜電屏蔽包裝，不能用易產(chǎn)生靜電的尼龍及普通塑料制品，且只在準備使用時才將ESD器件從包裝中取出來。靜電耗散材料 （ dissipative materials ）提供了靜電的緩慢泄放通道，可以防止快速放電，常用于運輸雙列直插式封裝的器件；防靜電包裝由導電的特殊塑料制成，當器件在內(nèi)部移動時，不會產(chǎn)生靜電，可以防止元件引腳間出現(xiàn)較高的電勢差，適合運輸帶引腳的器件；而屏蔽，是指用金屬物將敏感器件緊密包圍起來，形成"法拉第籠"（faraday cage），這樣既能抑制靜電的產(chǎn)生，又可防止外界電場對敏感器件放電，典型應用如金屬化裝運袋,它的內(nèi)層是聚酯薄膜（Mylar），然后噴涂連續(xù)的鋁層,這種包裝適用于任何距離的裝運，但封口處必須*閉合。
安全地泄放或中和靜電
        同樣，無論措施多么嚴密，*消除靜電幾乎是不可能的，所以我們的第三條原則是，安全地泄放或中和靜電，其中接地是zui基本zui有效的方法。接地為靜電沖擊提供良好的泄放通道，使帶電體上積聚的靜電荷得以順利泄出，迅速導入大地，避免了對敏感元件的放電。接地效果的好壞直接影響到整個靜電防護的效果，如果接地效果差，將導致整個防靜電體系失效，產(chǎn)品將處于在一個充滿靜電的險境，只有從測試放電點到zui終接地匯接點中的任何一個環(huán)節(jié)都保持通暢，才能確保靜電安全泄放。IEC1340-5-1對接地電阻作了規(guī)定，國內(nèi)航天工業(yè)標準QJ1950-90也有類似規(guī)定，綜合考慮，電子工業(yè)中生產(chǎn)和使用場所的接地電阻應在10 以下，接地導線必須連接牢固，并有足夠的機械強度，否則在松斷部位可能會產(chǎn)生火花，固定設備接地導線應是1.25mm2以上的多股可撓的編織電線，地線提供給防靜電腕帶、地板和工作臺表面。
        作為ESD過程中zui活躍的因素，進入EPA環(huán)境的操作者必須身穿防靜電服，佩帶腕帶,工作臺上必須鋪有防靜電臺墊。防靜電腕帶也許稱為"放"靜電腕帶更為貼切，腕帶和工作臺墊提供了靜電到達大地的清晰路徑，使其佩帶者接近零伏電荷。對于活動頻繁的人員，應通過防靜電鞋、襪，腳跟和腳趾帶箍與靜電耗散性地板相通，釋放靜電荷。如果僅從"放"靜電的角度考慮，人體的對地電阻越小越好，但考慮到安全因素，人體必須具有一定的對地電阻，萬一金屬設備或裝置與工頻電源短接，該電阻能夠限制流過操作者身體的電流，因此通常腕帶、腳趾帶箍與接地導線的連接處均要串入一只不低于1M 的電阻。
普通塑料等絕緣體上的靜電荷，不能用接地的方法來靜電消除，但可以利用極性相反的電荷來中和。目前常采用的感應式離子發(fā)生器（ionizer），當其接近帶電體時，在上能感應出與帶電體上靜電極性相反的電荷，并在附近形成很強的電場，當場強超過25～30KV/cm時，空氣電暈放電,產(chǎn)生正、負離子，異性離子在電場作用下向帶電體運動，因此可以連續(xù)地中和可能發(fā)生在絕緣體表面的任何電荷積累。
       適度控制環(huán)境溫濕度，也可以有效遏制靜電的殺傷力。濕度與溫度對ESD都有影響,在同一個大氣環(huán)境中，溫度較低的區(qū)域會比溫度較高的區(qū)域相對濕度更大，而濕度增加則使非導體材料的表面電導率增加，空氣導電性能增強，物體上積蓄的靜電荷可以更快地泄漏,可見環(huán)境溫度越低，濕度越大，對靜電的防護就越有利。因此在工藝條件許可時，可以使用空調(diào)加濕、風扇噴霧器噴射水霧、地面灑水等方法提高空氣的相對濕度，降低靜電的危害。當然，濕度過大將導致產(chǎn)品發(fā)生極間短路、漏電等故障，通常應將溫度控制在18～28℃范圍，濕度控制于40～65％RH范圍內(nèi)。
實時檢測生產(chǎn)進程與環(huán)境
        zui后，不要猜測何時何地會產(chǎn)生ESD危害，檢測一下就知道。檢測可以幫助我們分析ESD可能發(fā)生的區(qū)域和危害程度；研究相應的防患措施；評估靜電安全措施實施的效果。通過不斷的檢測，可以確認和量化那些真正需要ESD保護的區(qū)域（EPA），將人力和物力集中到那里,同時確認哪些是靜電安全區(qū)域，節(jié)省不必要的開支；確保所有進入EPA環(huán)境中的人和物品的靜電安全性；保障ESD設備正常、有效的運作。
        生產(chǎn)過程中關注的靜電參數(shù)有電場強度、靜電電位、電荷量和電阻率。電荷量是靜電zui本質(zhì)的物理量，但現(xiàn)場測量不方便，通常代以測量物體表面的靜電電位，測量時常采用非接觸式靜電電壓表，不與被測物體接觸，因而對被測物體的靜電影響很小。物體的防靜電性能可通過檢測其表面電阻率或體電阻率來鑒定，而電場強度表征了工作環(huán)境中靜電積聚的能量，對EPA的確定至關重要。常用的檢測儀器有場強計、手/腳腕帶檢測儀、表面阻抗測試儀、靜電電壓表、電荷量表等，的綜合監(jiān)測設備可對區(qū)域中的靜電狀況全面監(jiān)測，任一參數(shù)超標即自動報警。
       檢測是ESD控制的必要手段，應在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中實時進行。操作員每次進入EPA之前需測試手/腳腕帶、防靜電鞋、防靜電工作服的性能；必須有專人負責EPA的檢測與維護，定期檢查各種ESD設備、用具、接地裝置是否滿足防靜電的要求；管理人員應定期檢查各個工位的防靜電情況，發(fā)現(xiàn)不符合要求時，要實時整改；檢測結果要整理歸檔并作為質(zhì)量管理體系認證的一部分加以核查。
        以上四條原則是建立ESD控制程序的基礎，一個有效的ESD控制體系，光有防靜電硬件系統(tǒng)是遠遠不夠的，還得有一套行之有效并得到貫徹實施的培訓、管理制度和操作程序。美國學者 Dennis Polinski 認為，一個有效的ESD控制程序應包括以下元素：設立一個ESD防護統(tǒng)籌人或小組、明確來自ESD的損失、評估你的實施過程與需要、確認ESD敏感項目、需求zui高管理層的支持、建立和實施規(guī)程與規(guī)定、人員培訓和回顧、審查、分析、報告、提供反饋與改進。
        靜電防護靜電消除是一項系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護思想，綜合運用均壓、接地、泄流、屏蔽和箝位等技術，構成一個完整的防護體系，才能取得明顯的效果。