隨著(zhù)科技水平的不斷進(jìn)步，超大規模集成電路芯片也不斷地被應用于電腦產(chǎn)品中，這些MOS器件*容易受靜電毀壞，各電子設備生產(chǎn)制造廠(chǎng)商，都要面對靜電防護這一重要課題，電腦生產(chǎn)也不例外，因此防靜電效果的好壞直接影響著(zhù)生產(chǎn)中產(chǎn)品的成品率及產(chǎn)品的可靠性?，F依據靜電源、靜電的危害及靜電的防護來(lái)陳述電腦生產(chǎn)中防靜電問(wèn)題。

一、靜電源

靜電是兩種介電系數不同的物質(zhì)磨擦時(shí)，正負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)，依據電荷中和的原則，存在著(zhù)電荷流動(dòng)，容易產(chǎn)生高壓降，嚴重時(shí)將其中物體擊毀。在電腦生產(chǎn)車(chē)間中，靜電源主要有人體、地板、工作臺、運輸車(chē)、工裝板、部件包裝袋等。

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

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

則人體電壓達成2千伏，有時(shí)人體所帶電荷遠遠超過(guò)0.2μc，則將產(chǎn)生更高的電壓。在實(shí)際過(guò)程中，由于相互磨擦，人體在充電過(guò)程較為緩慢且充電電流極低，人體感覺(jué)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

而電流的指數衰減所需時(shí)間約為：

t=rc=1500×100×10-12=0.15μs

人體的系統能量為：

W=CU²/2=100×10^-12×2000²/2=0.0002J

也就是說(shuō)，人體靜電聚積的能量有限，整個(gè)放電過(guò)程極為短暫，甚至不能感覺(jué)出整個(gè)放電過(guò)程，不會(huì )發(fā)生生命危險，但對于MOS電路來(lái)說(shuō)，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(huà)，很容易將電路毀壞。

二、靜電的危害

靜電對電腦產(chǎn)品的危害可以總結為以下幾個(gè)方面：

1、造成器件擊穿和性能劣化。

當常有高電壓的靜電場(chǎng)接近靜電敏感的器件時(shí)，器件就會(huì )被極化，器件內部就會(huì )有自由電子流動(dòng)，這種運動(dòng)速度越快，器件損壞就越大；當帶有高壓靜電的物體和不等電位導體（如機箱、IC引腳）接觸時(shí)，大電流脈沖放電會(huì )對附近的設備或元器件感應出高壓，形成強烈干擾，嚴重時(shí)損壞器件。

2、高壓靜電放電可能造成嚴重事故。

大量電荷積聚形成的高壓靜電在重要設備（如顯示器、打印機等）的數據線(xiàn)接口處，由于這些接口處的針腳為尖銳容易產(chǎn)生**放電現象，當與其它設備連接時(shí)，有時(shí)會(huì )形成火花，可能傷及被連接設備或易燃易燥的環(huán)境中甚至導致災難的發(fā)生。

3、使信息出錯、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。電腦的核心是運行在高頻下的邏輯控制電路，數字信號的每一次翻轉都要受?chē)栏竦臅r(shí)序控制。CPU與內存、外存、外設間的數據讀寫(xiě)時(shí)刻都在高速進(jìn)行著(zhù)，其與硬盤(pán)的數據讀寫(xiě)峰值達66MB/S，與內存的數據讀寫(xiě)峰值超過(guò)100MB/S，這些高速流動(dòng)著(zhù)的數字信號在傳輸中很容易受到外界的干擾，如果靜電放電產(chǎn)生的脈沖串擾到數據總線(xiàn)，將使系統出現短暫性的運行程序出錯，如果串擾到數據讀寫(xiě)時(shí)序或其它控制時(shí)序信號時(shí)，將使系統崩潰而停機，甚至影響BIOS的存取而使系統不能啟動(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(kāi)一些用得時(shí)間較長(cháng)的電腦就可發(fā)現，在機箱內部較易產(chǎn)生靜電的鍵盤(pán)、鼠標接口周?chē)?，風(fēng)扇周?chē)街?zhù)厚厚的塵埃，甚至影響BIOS的存取而使系統不能啟動(dòng)。

5、隱蔽的故障源

電腦生產(chǎn)中，主板、硬盤(pán)、各種卡類(lèi)是*直接面對各種靜電源的，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系統的Flash Rom 具有電可擦寫(xiě)特性，受靜電攻擊后將使存貯的數據紊亂，典型的故障現象是造成開(kāi)機無(wú)顯示；硬盤(pán)及各種卡類(lèi)受靜電破壞時(shí)，會(huì )出現主機系統自檢出錯或部件不能使用的故障現象；這些現象一旦發(fā)生將嚴重影響到生產(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到毀壞部件所需能量時(shí)，該電荷將在該部件中長(cháng)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，這將影響到消費者對產(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)員很準確地定位，而影響生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改善。一般來(lái)說(shuō)，靜電所造成的器件損害，很少使器件當場(chǎng)損壞，通常是使元件劣化，性能降低，可靠性變差，使設備在溫度高時(shí)性能不隱定。

三、靜電的防護

電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，視靜電如虎。由于靜電是看不見(jiàn)也摸不著(zhù)的物體，故避免該危害的產(chǎn)生要以預防為主。為防患于未然，在電腦生產(chǎn)中，首先要將整個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)所置身于一個(gè)完整的防靜電體系中。在對防靜電系統模型的采用上，在國際標準草案IEC/SC15D/47/CD（標準編號為IEC1340-5-1）（1995）《電子器件防護規范一般要求中》中，對防靜電工作區給出了一個(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(chǎng)家所采用。

標準模型實(shí)例給出了一個(gè)電腦生產(chǎn)車(chē)間的防靜電硬件設備立體配置方案，考慮到叉車(chē)或油壓車(chē)在車(chē)間的搬運，故在地板方面用防靜電油漆地板來(lái)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(xiàn)車(chē)間的一些技術(shù)人員移動(dòng)性較大而采用無(wú)繩防靜電腕帶。

車(chē)間操作平臺防靜電系統接地對防靜電系統非常重要，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致整個(gè)防靜電系統失效，將產(chǎn)品完全暴露在一個(gè)充滿(mǎn)靜電的環(huán)境中。但在接地過(guò)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 )觸及到強電設備，如果直接接地，將倒致操作者發(fā)生觸電現象而發(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標準中對各種防靜電組成件在電阻值規格上作了規定，在國內防靜電相關(guān)標準中，航天工業(yè)標準QJ1950-90也作了些規定，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(chǎng)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(zhù)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(chǎng)所置于一個(gè)完整的防靜電體系中；這樣能保證生產(chǎn)場(chǎng)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是遠遠不夠的，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及操作人員進(jìn)行嚴格的防靜電處理，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，并對工人進(jìn)行不定期的防靜電培訓；在操作上要求操作者應杜絕用手、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備是否滿(mǎn)足防靜電的要求。

電腦中關(guān)鍵部件如CPU、主板、內存、硬盤(pán)等都是較昂貴的部件，這些部件都是采用超大規模集成電路，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(hù)，降低了產(chǎn)品的可靠性，提高了產(chǎn)品的售后服務(wù)成本?？傊?，靜電放電現象將影響產(chǎn)品的合格成品率，為節約制造成本，提高產(chǎn)品的可靠性，在電腦生產(chǎn)中防靜電系統的完備有著(zhù)重大的意義。