隨著科技水平的不斷進(jìn)步，超大規(guī)模集成電路芯片也不斷地被應(yīng)用于電腦產(chǎn)品中，這些MOS器件*容易受靜電毀壞，各電子設(shè)備生產(chǎn)制造廠商，都要面對(duì)靜電防護(hù)這一重要課題，電腦生產(chǎn)也不例外，因此防靜電效果的好壞直接影響著生產(chǎn)中產(chǎn)品的成品率及產(chǎn)品的可靠性。現(xiàn)依據(jù)靜電源、靜電的危害及靜電的防護(hù)來陳述電腦生產(chǎn)中防靜電問題。

一、靜電源

靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r，正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)物體上而形成，兩個(gè)帶上電荷的物體也就成了靜電源。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原因之一。靜電源跟其它物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的原則，存在著電荷流動(dòng)，容易產(chǎn)生高壓降，嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀。在電腦生產(chǎn)車間中，靜電源主要有人體、地板、工作臺(tái)、運(yùn)輸車、工裝板、部件包裝袋等。

在生產(chǎn)過程中，操作者是生產(chǎn)活動(dòng)中*活躍的靜電源，現(xiàn)以人體為例，計(jì)算人體的帶電情況。有時(shí)人體所帶電壓可達(dá)2千伏以上，也許還難以讓人相信，現(xiàn)通過如下簡單計(jì)算就會(huì)明白。

通常人體對(duì)地電容一般在50PF～250PF之間，設(shè)為100PF（80%的人體在100PF左右，故工程上取值為100PF），假設(shè)人體帶電為0.2μc，根據(jù)公式， u=q/c=0.2×10^-6/100×10^-12=2000v

則人體電壓達(dá)成2千伏，有時(shí)人體所帶電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過0.2μc，則將產(chǎn)生更高的電壓。在實(shí)際過程中，由于相互磨擦，人體在充電過程較為緩慢且充電電流極低，人體感覺不到被充電而帶上了電荷；但放電則不同，人體電阻一般為1KΩ～5KΩ，則放電電流I為：

I=U/R=2000/1500≈1.3安培

而電流的指數(shù)衰減所需時(shí)間約為：

t=rc=1500×100×10-12=0.15μs

人體的系統(tǒng)能量為：

W=CU²/2=100×10^-12×2000²/2=0.0002J

也就是說，人體靜電聚積的能量有限，整個(gè)放電過程極為短暫，甚至不能感覺出整個(gè)放電過程，不會(huì)發(fā)生生命危險(xiǎn)，但對(duì)于MOS電路來說，則將受到致命攻擊。通常MOS耐靜電放電電壓值為30V～7000V不等，其中耐電性能較差的VMOS的電路為30V～1800V，CMOS為250V～2500V，雙極型晶體管為380～7000V。故靜電不加以防范的話，很容易將電路毀壞。

二、靜電的危害

靜電對(duì)電腦產(chǎn)品的危害可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

1、造成器件擊穿和性能劣化。

當(dāng)常有高電壓的靜電場接近靜電敏感的器件時(shí)，器件就會(huì)被極化，器件內(nèi)部就會(huì)有自由電子流動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)速度越快，器件損壞就越大；當(dāng)帶有高壓靜電的物體和不等電位導(dǎo)體（如機(jī)箱、IC引腳）接觸時(shí)，大電流脈沖放電會(huì)對(duì)附近的設(shè)備或元器件感應(yīng)出高壓，形成強(qiáng)烈干擾，嚴(yán)重時(shí)損壞器件。

2、高壓靜電放電可能造成嚴(yán)重事故。

大量電荷積聚形成的高壓靜電在重要設(shè)備（如顯示器、打印機(jī)等）的數(shù)據(jù)線接口處，由于這些接口處的針腳為尖銳容易產(chǎn)生**放電現(xiàn)象，當(dāng)與其它設(shè)備連接時(shí)，有時(shí)會(huì)形成火花，可能傷及被連接設(shè)備或易燃易燥的環(huán)境中甚至導(dǎo)致災(zāi)難的發(fā)生。

3、使信息出錯(cuò)、邏輯電路誤動(dòng)作。

靜電放電屬于脈沖干擾，干擾程度取決于脈沖能量和脈沖寬度。電腦的核心是運(yùn)行在高頻下的邏輯控制電路，數(shù)字信號(hào)的每一次翻轉(zhuǎn)都要受嚴(yán)格的時(shí)序控制。CPU與內(nèi)存、外存、外設(shè)間的數(shù)據(jù)讀寫時(shí)刻都在高速進(jìn)行著，其與硬盤的數(shù)據(jù)讀寫峰值達(dá)66MB/S，與內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀寫峰值超過100MB/S，這些高速流動(dòng)著的數(shù)字信號(hào)在傳輸中很容易受到外界的干擾，如果靜電放電產(chǎn)生的脈沖串?dāng)_到數(shù)據(jù)總線，將使系統(tǒng)出現(xiàn)短暫性的運(yùn)行程序出錯(cuò)，如果串?dāng)_到數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序或其它控制時(shí)序信號(hào)時(shí)，將使系統(tǒng)崩潰而停機(jī)，甚至影響BIOS的存取而使系統(tǒng)不能啟動(dòng)。

4、靜電電荷易附塵埃微粒，污染印制電路板，使其耐壓降低。只需拆開一些用得時(shí)間較長的電腦就可發(fā)現(xiàn)，在機(jī)箱內(nèi)部較易產(chǎn)生靜電的鍵盤、鼠標(biāo)接口周圍，風(fēng)扇周圍吸附著厚厚的塵埃，甚至影響BIOS的存取而使系統(tǒng)不能啟動(dòng)。

5、隱蔽的故障源

電腦生產(chǎn)中，主板、硬盤、各種卡類是*直接面對(duì)各種靜電源的，也是*容易受靜電毀壞的部件。在主板中，各種控制器及存貯器電路由于集成度較高，很容易受到靜電的毀壞，特別是主板存有BIOS系統(tǒng)的Flash Rom 具有電可擦寫特性，受靜電攻擊后將使存貯的數(shù)據(jù)紊亂，典型的故障現(xiàn)象是造成開機(jī)無顯示；硬盤及各種卡類受靜電破壞時(shí)，會(huì)出現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)自檢出錯(cuò)或部件不能使用的故障現(xiàn)象；這些現(xiàn)象一旦發(fā)生將嚴(yán)重影響到生產(chǎn)成品率下降，提高生產(chǎn)成本。另外，由于靜電荷一旦吸附于某些部件但又未達(dá)到毀壞部件所需能量時(shí)，該電荷將在該部件中長期存在不易消失，這種產(chǎn)品出庫將存在隱性事故，在電荷積累到一定程度時(shí)，將使部件毀壞，這將影響到消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的使用，大大降低了產(chǎn)品的可靠性。

靜電是一種非常隱性的故障產(chǎn)生源，很多情況下它并不是很快將故障現(xiàn)象表露，而是使得產(chǎn)品的可靠性變壞；此外由靜電引起的故障原因不易被技術(shù)員很準(zhǔn)確地定位，而影響生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改善。一般來說，靜電所造成的器件損害，很少使器件當(dāng)場損壞，通常是使元件劣化，性能降低，可靠性變差，使設(shè)備在溫度高時(shí)性能不隱定。

三、靜電的防護(hù)

電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，視靜電如虎。由于靜電是看不見也摸不著的物體，故避免該危害的產(chǎn)生要以預(yù)防為主。為防患于未然，在電腦生產(chǎn)中，首先要將整個(gè)生產(chǎn)場所置身于一個(gè)完整的防靜電體系中。在對(duì)防靜電系統(tǒng)模型的采用上，在國際標(biāo)準(zhǔn)草案IEC/SC15D/47/CD（標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為IEC1340-5-1）（1995）《電子器件防護(hù)規(guī)范一般要求中》中，對(duì)防靜電工作區(qū)給出了一個(gè)形象的配置實(shí)例圖，該模型一直被眾多的電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠家所采用。

標(biāo)準(zhǔn)模型實(shí)例給出了一個(gè)電腦生產(chǎn)車間的防靜電硬件設(shè)備立體配置方案，考慮到叉車或油壓車在車間的搬運(yùn)，故在地板方面用防靜電油漆地板來取代，采用防靜電真空吸錫器、低壓恒溫烙鐵，為顧及生產(chǎn)線車間的一些技術(shù)人員移動(dòng)性較大而采用無繩防靜電腕帶。

車間操作平臺(tái)防靜電系統(tǒng)接地對(duì)防靜電系統(tǒng)非常重要，接地效果的好壞直接影響到整個(gè)防靜電效果，如果接地效果差將導(dǎo)致整個(gè)防靜電系統(tǒng)失效，將產(chǎn)品完全暴露在一個(gè)充滿靜電的環(huán)境中。但在接地過程中，一些防靜電材料及器具保證接地良好的同時(shí)，不能直接接地，需串接1MΩ以上電阻；由于操作者可能會(huì)觸及到強(qiáng)電設(shè)備，如果直接接地，將倒致操作者發(fā)生觸電現(xiàn)象而發(fā)生人生**事故，故各種接地需串接一定的電阻與大地相連。在IEC/SC15D/47/CD標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各種防靜電組成件在電阻值規(guī)格上作了規(guī)定，在國內(nèi)防靜電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QJ1950-90也作了些規(guī)定，電腦生產(chǎn)中用到的各種防靜電材料及器具的靜電性能要求如下表：

為抑制靜電的產(chǎn)生，在生產(chǎn)場所中，盡可能不用絕緣性能高的材料，如化纖地毯、人造織物的工作服、工作臺(tái)布、布質(zhì)儀器罩、布窗簾及塑料制品等，這些材料一經(jīng)磨擦就會(huì)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；同時(shí)要保證各個(gè)靜電源可靠接地，將整個(gè)生產(chǎn)場所置于一個(gè)完整的防靜電體系中；這樣能保證生產(chǎn)場所的靜電產(chǎn)生得到很大程度上的控制。

作為一個(gè)有效的防靜電體系，光有防靜電硬件系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得有一套行之有效并得到貫徹實(shí)施的管理制度和操作程序方法。在工藝安排上，要求可能接觸到需防靜電處理的工位在操作臺(tái)及操作人員進(jìn)行嚴(yán)格的防靜電處理，工藝人員定期檢查各個(gè)工位的防靜電情況，遇到不符合要求時(shí)，實(shí)時(shí)整改，并對(duì)工人進(jìn)行不定期的防靜電培訓(xùn)；在操作上要求操作者應(yīng)杜絕用手、服裝或其它物品觸及電路板或各種IC引腳；定期檢查各種防靜電設(shè)備是否滿足防靜電的要求。

電腦中關(guān)鍵部件如CPU、主板、內(nèi)存、硬盤等都是較昂貴的部件，這些部件都是采用超大規(guī)模集成電路，平時(shí)這些部件不僅包裝材料要**防靜電材料，而且在裝配前也必須放置在防靜電墊上，否則這些部件容易受靜電的攻擊，這些部件的故障比例一旦提高，將使生產(chǎn)成本明顯上升；此外，由于靜電是一個(gè)非常隱性的故障產(chǎn)生源，如果防靜電效果差，將使具有潛在故障的產(chǎn)品帶給用戶，降低了產(chǎn)品的可靠性，提高了產(chǎn)品的售后服務(wù)成本。總之，靜電放電現(xiàn)象將影響產(chǎn)品的合格成品率，為節(jié)約制造成本，提高產(chǎn)品的可靠性，在電腦生產(chǎn)中防靜電系統(tǒng)的完備有著重大的意義。