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esd靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),ESD靜電防護(hù)介紹
ESD靜電防護(hù)指南

一、ESD概述

ESD，即Electro-StaticDischarge（靜電釋放）。靜電是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷，通常由兩種方式產(chǎn)生：摩擦起電和感應(yīng)起電（電磁感應(yīng)）。當(dāng)電荷在某個(gè)物體或其表面上聚集時(shí)，就形成了靜電。

正常狀態(tài)下，物體處于“電中性”狀態(tài)。然而，當(dāng)兩個(gè)不同的物體接觸時(shí)，由于它們對(duì)負(fù)電荷（電子）的吸引力不同，會(huì)導(dǎo)致電荷的重新分布，破壞原有的電荷平衡，從而形成靜電。此時(shí)，若帶靜電的物體接觸到處于零電位的物體，或者與之存在電位差的物體，就會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生靜電釋放現(xiàn)象。

二、ESD靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

ESD靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于確保電子元器件、設(shè)備以及產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)免受靜電損害至關(guān)重要。以下是一些常見的ESD靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：

（一）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB21148-2020是我國(guó)在靜電防護(hù)領(lǐng)域的重要國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之一。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了靜電防護(hù)的相關(guān)要求以及測(cè)試方法，對(duì)防靜電電阻值提出了明確要求，即電阻值應(yīng)高于100kΩ且小于等于1000MΩ。這一規(guī)定旨在確保在靜電防護(hù)過(guò)程中，既能有效導(dǎo)出靜電電荷，又能避免因電阻過(guò)低而引發(fā)的其他電學(xué)問題。

（二）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

IEC61000-4-2：2014(Ed.2.1)主要針對(duì)電氣和電子設(shè)備在遭受靜電放電干擾時(shí)的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了電快速瞬變脈沖群（EFT）、浪涌和靜電放電（ESD）等三類瞬態(tài)騷擾的抗擾性評(píng)估，為設(shè)備在實(shí)際使用環(huán)境中應(yīng)對(duì)靜電挑戰(zhàn)提供了重要的測(cè)試依據(jù)。

EN61000-4-1：2015與IEC61000-4-2相似，但在更注重實(shí)際應(yīng)用中的問題方面有所側(cè)重，進(jìn)一步細(xì)化了在不同應(yīng)用場(chǎng)景下，設(shè)備應(yīng)具備的靜電防護(hù)能力，有助于制造商根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

（三）國(guó)內(nèi)自主研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T17626.4-2015是我國(guó)自主研發(fā)的靜電放電抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，專門針對(duì)信息技術(shù)設(shè)備在靜電放電干擾下的性能表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。該標(biāo)準(zhǔn)為我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的靜電防護(hù)工作提供了有力的技術(shù)支持，確保相關(guān)設(shè)備在靜電環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、靜電防護(hù)等級(jí)

根據(jù)電子元器件的靜電敏感度，ESD靜電防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)被劃分為三級(jí)：

（一）1級(jí)

這是對(duì)靜電防護(hù)要求最為嚴(yán)格的等級(jí)。適用于那些在生產(chǎn)、加工、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中極易受到靜電影響，導(dǎo)致失效或損壞的元器件。對(duì)于1級(jí)防護(hù)等級(jí)的元器件，其最大靜電放電電壓應(yīng)小于100V。例如，在一些高精度的半導(dǎo)體制造過(guò)程中，芯片對(duì)靜電極為敏感，任何超過(guò)100V的靜電放電都可能使其內(nèi)部電路受損，影響產(chǎn)品性能和可靠性。

（二）2級(jí)

適用于一般的電子元器件，這類元器件具有一定的抗靜電能力，但為了確保其在常規(guī)使用和處理過(guò)程中不受靜電干擾，仍需進(jìn)行適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)。2級(jí)防護(hù)要求元器件的最大靜電放電電壓應(yīng)小于200V。許多常見的電子消費(fèi)產(chǎn)品中的元器件屬于這一等級(jí)，通過(guò)合理的靜電防護(hù)措施，可以有效延長(zhǎng)其使用壽命并保證性能穩(wěn)定。

（三）3級(jí)

這是對(duì)靜電防護(hù)要求相對(duì)較低的等級(jí)，適用于那些不容易受靜電干擾的元器件。即便如此，在現(xiàn)代電子制造和使用環(huán)境中，仍然需要采取基本的靜電防護(hù)措施以降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。3級(jí)防護(hù)規(guī)定元器件的最大靜電放電電壓應(yīng)小于400V。一些較為堅(jiān)固耐用的工業(yè)級(jí)電子元器件可能屬于此等級(jí)，盡管它們對(duì)靜電有一定的耐受性，但適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)仍然是必要的。

四、靜電防護(hù)方法

（一）使用防靜電材料

在電子工業(yè)生產(chǎn)和日常電子設(shè)備使用場(chǎng)景中，廣泛采用防靜電材料來(lái)減少靜電的產(chǎn)生和積聚。例如，ESD手套能夠有效防止人體靜電對(duì)敏感元器件的損害；防靜電鞋可以將人體因活動(dòng)產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入地面，避免電荷在人體上的積累；帶有靜電屏蔽層的防靜電衣則能防止外界靜電對(duì)電子設(shè)備的影響，同時(shí)阻止人體產(chǎn)生的靜電向外輻射。這些防靜電材料在電子制造車間、電子產(chǎn)品研發(fā)實(shí)驗(yàn)室以及電子設(shè)備維修中心等場(chǎng)所都是必備的防護(hù)用品。

（二）控制濕度

環(huán)境濕度對(duì)靜電的產(chǎn)生和積累有著顯著的影響。保持環(huán)境濕度在40%-70%的范圍內(nèi)，可以有效降低靜電的積聚和放電風(fēng)險(xiǎn)。在干燥的環(huán)境中，絕緣材料表面更容易產(chǎn)生和保持靜電荷，而適度的濕度可以通過(guò)在材料表面形成薄薄的水膜，增加其導(dǎo)電性，促進(jìn)靜電荷的泄漏。在實(shí)際操作中，可以通過(guò)加濕器或除濕設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，以達(dá)到理想的靜電防護(hù)效果。例如，在一些精密電子設(shè)備生產(chǎn)車間，特別是北方干燥的冬季，加濕器成為了維持適宜生產(chǎn)環(huán)境的重要設(shè)備。

（三）接地措施

接地是靜電防護(hù)體系中最為關(guān)鍵和基礎(chǔ)的手段之一。通過(guò)將電子設(shè)備、工作臺(tái)、人體等可能產(chǎn)生或積累靜電的物體與大地進(jìn)行良好的電氣連接，可以使靜電電荷及時(shí)、安全地導(dǎo)入大地，防止電荷的過(guò)度積累。在實(shí)際應(yīng)用中，采用專門的接地干線和接地極，確保接地電阻符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠有效建立一個(gè)等電位的靜電安全環(huán)境。例如，在電子制造工廠的生產(chǎn)車間，所有設(shè)備和操作臺(tái)都通過(guò)接地線連接到公共接地系統(tǒng)，操作人員也通過(guò)防靜電腕帶與接地系統(tǒng)相連，從而將整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的靜電風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

（四）靜電消除器

靜電消除器是用于中和和消除靜電的有效工具。在一些對(duì)靜電防護(hù)要求極高的場(chǎng)所，如高精度電子芯片制造車間、液晶顯示屏生產(chǎn)車間等，靜電消除器被廣泛應(yīng)用于設(shè)備的定期清潔和除靜電處理。常見的靜電消除器有離子風(fēng)槍、離子風(fēng)機(jī)和靜電消除棒等。它們通過(guò)產(chǎn)生與靜電荷相反極性的離子，將物體表面的靜電荷中和，從而達(dá)到消除靜電的目的。例如，在液晶顯示屏的生產(chǎn)過(guò)程中，玻璃基板在經(jīng)過(guò)清洗、光刻、鍍膜等多道工序時(shí)，表面容易產(chǎn)生靜電，使用離子風(fēng)機(jī)可以有效去除基板表面的靜電，避免因靜電吸附灰塵等雜質(zhì)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。