静电放电（ESD）本质上是当两个物体之间存在导电路径时，它们在具有不同电荷的两个物体之间突然流动的电流。这可能是闪电通过它们之间空气的介电击穿从带电的云层向下流到地面，或者是当您衣服上积聚的静电流到金属门把手上时，您会感觉到短暂的剧烈电击。可见的火花通常是ESD的特征。强度和持续时间取决于物体之间电位差的大小。 

电子部件，特别是集成电路，可能会受到ESD的损坏，这就是为什么在常规处理此类部件的任何工作场所中将其作为如此重要的考虑因素的原因。各种原因会导致电荷积聚。最常见的是在工作场所，它来自摩擦带电。在这里，将不同的材料摩擦在一起，或者建立和断开接触，以产生电荷。在地毯上走动或脱掉尼龙衣服时，这种效果最常见。如果将充气的派对气球擦在羊毛套头衫上，就可以看到这种效果，气球可以粘在墙上或使人的头发滑稽地直立。

另一个常见的原因是静电感应，其中带电的物体会在与之接近的任何物体或任何物体上感应出电荷。带电的物体会产生静电场，从而使电荷重新分布在附近的物体上。虽然它不会改变物体的净静电荷，但会形成带正电荷和负电荷的区域。如一次性杯子中常用的那样，泡沫聚苯乙烯材料会在附近的ESD敏感组件上感应出静电电荷，如果该组件随后与接地物体接触，则会导致ESD放电。

ESD也可能是由于暴露于高能级带电粒子（例如辐射或EM辐射）引起的，尽管在大多数正常工作场所环境中这种情况不太可能发生。

为了让我们了解正在讨论的电荷大小，可以从人的手传递到门把手的电火花需要产生大于40 kV / cm的场强。常规存在如此大的电势，我们可以了解为什么触摸静电敏感组件可能会造成如此有害的后果。

ESD和敏感组件

ESD对静电敏感设备的影响将取决于许多因素。电荷的大小，设备的性质，电荷进出设备的方式。一种故障机制是当静电荷产生高电位差时，导致高峰值电流流过器件。这样的电流可能导致电流流过的设备的那些部分烧坏。这将受到电荷如何施加到设备以及如何接地的影响。看到的典型损坏包括管芯上的熔化或熔化的互连线以及集成电路的损坏基板。在集成电路中可能会看到的另一种故障效果是，绝缘氧化物层在组件内破裂。两种类型的损坏都可能损坏组件，

ESD存放注意事项

静电敏感设备在运输和存储期间需要保护。它们穿过不受控制的环境，其中可能包括可能产生静电感应的电荷对象，产生高能带电粒子的EM发射器或自然辐射源。制造商通常会通过在高空飞行的空运货物来运送零件，这通常会使制造商将货物暴露于所有这些来源。

通过使用具有适当的表面电阻和体积电阻率特性以及对运输过程中的运动产生的摩擦带电效应的抵抗力的保护性包装，可以使静电的任何堆积和释放最小化。静电敏感组件通常以防静电袋中的黑色导电泡沫形式提供。用于集成电路的典型防静电袋使用部分导电的塑料，该塑料可用作法拉第笼，以提供电磁屏蔽并保护内容物免受外部ESD的影响。 

ESD处理注意事项

电子组件的介电性质意味着在操作过程中无法完全防止静电带电。当将静电敏感设备从保护性包装中取出，在存放时使用并在制造过程中安装到PCB上时，这种风险通常最大。这些组件中的大多数组件的尺寸使得必须使用自动化设备将其放置在PCB上，从而将最大的ESD风险集中在将组件装入组装设备的时间。

在这种情况下，最有效的ESD预防措施是使用静电耗散材料将所有可能与组件接触的设备部件接地，以允许持续缓慢的电荷泄漏，防止静电积聚到接地连接上。如果带静电的组件与设备接触，这将消除任何突然放电的风险。

在手动操作静电敏感设备的地方，防止静电放电的最佳方法是创建一个静电保护区（EPA），可以对所有静电敏感设备进行安全管理。EPA可以是任何东西，从桌子上的一小部分到大型的工业设施。EPA的主要原则是在可能的情况下消除任何带高电的物体，并接地以消除任何电荷可能会在进入该区域的物体上出现电荷，并防止电荷在该区域内的物体上累积。其中可能包括人员以及EPA内所需的物品，设备和其他物品。必须采取严格的控制措施，以确保消除静电荷，并且环境可以为所有组件和组件提供保护。EPA的ESD防护措施只有在对人员进行正确的培训并且制定了有效的程序后才有效。

推动ESD保护策略的理念是将所有EPA元件接地或带至相同电位，以消除可能引起电流流动的任何物品之间的任何电位差。此策略几乎适用于EPA保护区域内的所有事物，包括零部件，组件，表面，工具和人员。接地必须使用公共接地点，并按照电气安全规则和规定正确且安全地进行接线。电源线通常用于接地，但要求务必小心以确保工作站不带电。建议使用没有火线或零线连接的特殊接地插头。

防止和消除人员进入的区域中电荷积聚的典型方法包括使用防静电垫或导电材料将地板和工作表面接地。使用接地的金属家具（例如工作台，椅子和储物柜）可以提供额外的保护。重要的是要注意，金属家具和固定装置只有在涂有合适的防静电涂料后才能使用，以防止未涂层的金属可能突然发生放电。更糟糕的是，使用具有绝缘性能的标准涂料涂层将无法达到使用导电基材的目的。关键的保护来自于穿着专门的工作服的人员，该工作服包含导电细丝，可为地板提供导电路径的鞋类，

在条件允许的工作场所中，另一种有用的方法是湿度控制。潮湿条件下的水分可通过在电荷达到有害水平之前将其消散来帮助防止产生静电荷。这种技术的缺点是不能在任何对湿度敏感的部件上使用，否则它们的性能可能会受到不利影响。

假设在EPA中使用了绝缘材料或介电材料，或者任何其他材料由于某种原因无法接地。在这种情况下，必须使它们与静电敏感设备保持足够的物理隔离。如果存在此类材料且无法进行这种分离，则可以使用电离系统中和这些材料上的任何带电表面。

ESD在役保护

任何包含静电敏感设备的设备都可以在现实世界中使用；该电路将需要包含针对ESD威胁的保护。保护电路已广为人知，并且组件容易获得。通常，这种保护措施适用于外界的ESD可能会影响设备外壳内部零件的任何位置。 

这样做的另一个好处是，组装后，EPA内部或外部的设备无需采取特殊的工作场所保护措施。当然，一旦打开设备进行故障排除，维修或升级组件，此保护就会受到损害，现在将需要在组装过程中需要的相同保护。

设备由可单独处理的子组件制成，例如外壳中的多个PCB。这些子组件将需要其保护电路，或者依赖于处理人员是否符合特殊的处理要求。

创建EPA

确定了创建EPA的必要性之后，下一步就是确定要采取的比例措施。试图使EPA尽可能大并试图购买市场上所有可能的产品，这可能很诱人，但很快就会变得非常昂贵。通过仔细考虑，精心设计的EPA可以通过减少损坏的组件造成的浪费并提高设备的可靠性来节省成本。 

EPA的关键设计标准是提供一种环境，以最大程度地减少ESD累积，并迅速消除任何静电荷安全性，并远离任何敏感的电子组件。从地板开始，地板应该是静电消散的。可以使用多种瓷砖和地毯产品，但请注意，某些类型的地板可能需要定期处理以保持其耗散性能。

如果可行，环境应包括空调或特定的加湿器设备以控制湿度水平。极干燥的气氛会促进静电的产生，因此保持舒适和实用的湿度水平（使静电最小化）将对EPA的有效性做出重大贡献。如果整个EPA都需要额外的保护，则考虑将离子发生器作为任何空调解决方案的一部分。否则，如果特定位置包含需要额外保护的绝缘或介电材料，则可以使用局部电离器。

工作台是ESD保护的关键领域。它提供了在高风险手动处理过程中保护静电敏感设备的核心要素。工作台不仅可以提供静电消散的工作表面，而且还可以连接静电防护设备的任何其他接地元件。出于安全考虑，EPA内的任何工作台均应配备ESD腕带和脚腕带，以确保使用高电阻耗散性而非导电性路径将用户正确接地。所有相关的家具，包括座椅和储物柜，都应得到类似的保护。

提供导电路径的表面提供了低阻抗的放电路径，这会导致在原型制作和测试过程中放置在该表面上的任何设备短路。任何ESD事件或不小心将电源施加到设备的错误部分都将导致大电流流过该设备。使用具有高电阻耗散路径的表面将限制电流流动，同时仍具有防止静电荷积聚和允许其耗散的功能。更重要的是，如果地面带电，连接到腕带的导电表面可能会带来安全隐患。如果工作台的接地不可能发生，那么高阻抗将成为更安全的选择。使用高电阻耗散表面而不是导电表面的另一个原因是安全性之一。如果设备中存在任何高压，则导电表面和高压电源之间的任何意外接触都可能对接触该表面的人员造成危险。

要注意的一件事是，ESD耗散表面可能会被锋利的工具损坏。这可能会在表面上留下可能无法轻易检测到的耗散特性受损的区域。另一个问题是化学物质，油和一般污垢对表面的污染，这也可能影响性能。将需要遵循制造商的建议，使用适当的清洁剂保持表面清洁。切勿使用未经批准的溶剂或研磨产品，因为它们会除去或损坏ESD耗散表面。

在EPA中工作的人员将在必要时需要专业的ESD工具。烙铁可以很好地将静电轻松地直接传递到部件上，这是一个很好的例子。因为与组件接触的尖端是金属的，所以它提供了理想的传输路径。在ESD事件期间，它可使流经组件的电流最大化，从而确保最大程度的损坏。大多数烙铁非常适合与静电敏感设备一起使用。主要要求是尖端应接地，并且恒温控制装置应使用零电压开关系统，以防止由恒温器的开关引起的烙铁的大量电流尖峰在附近的组件上产生静电荷。

在EPA中使用ESD防护服至关重要，因为人员穿着的常规服装很容易产生和保持静电荷。使用人造纤维，尤其是尼龙制成的衣服，只要穿着者进行正常的活动（例如步行），就可以产生很高的电荷水平。在大多数正常情况下，在常规服装上的ESD实验室外套中具有保护性外层可以提供足够的保护。使用鞋子周围的导电带为地板提供耗散的路径，也可以大大减少该问题。大多数鞋类包括高绝缘橡胶或皮革鞋底。

用户应牢记，经常运动的任何部件，特别是ESD腕带，都容易发生故障。皮带尤其会因开路故障而失败，除非将部件完全分开，否则不会引起注意，但会导致ESD保护的全部丧失。保护机制必须接受定期测试，以确保它们不超出规格范围。理想情况下，每次使用腕带之类的物品时都应进行测试。如果预算允许，可以将连续的监视系统作为ESD工作台的组成部分。