电子产品制造过程中，会受到各种环境因素的影响，为了保证电子产品的质量，在生产过程中要进行防静电、防电磁、防潮湿等生产防护。电子产品制造的主要生产防护是静电防护。

1.静电的产生

静电，顾名思义，就是静止的电荷，任何两种不同材质的物体接触后再分离即可产生静电（表面电阻率为1011～1013 Ω·cm的物质极易产生静电），如高分子化合物、人工合成材料（打蜡地板、人造地毯）。

静电是一种客观自然现象，产生的方式有多种，如接触、摩擦等。人体自身动作或与其他物体的摩擦，就可以产生几千伏甚至上万伏的静电。产生可以听见“啪啪”声的放电需要累积大约2 000 V的电荷，而3 000 V就可以感觉到小的电击，5 000 V可以看见火花。

在生产环境中，操作机器、包装塑料袋、人体来回走动等，都很容易产生静电。

空气的相对湿度对静电产生影响较大。例如，在相对湿度为 10%～20%的环境中走过地毯，将产生 35 000 V静电，而在湿度为 65%～90%的环境中走过地毯，只产生 1 500 V静电。

一般电子工厂工作人员经常工作场所产生的静电强度如表1−4所示。

表1−4　工作场所产生的静电强度

2.静电的特性

（1）电气特性。高电压、低电量、小电流和作用时间短（一般情况下）。

（2）分布特性。由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，一般情况下分布是不均匀的，导体尖端的电荷分布特别密集。

（3）放电特性。静电放电以极高的强度很迅速地发生，通常将产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路，在电子显微镜下观察向外吹出的小子弹孔，静电一般经过物体表面。

3.静电在电子工业中的危害

1）静电对电子产品的损害

静电可分为静电起电（ESA）和静电放电（Electro−Static Discharge，ESD）两个过程，静电产生后在一般情况下看不见，所以很容易被忽略，但是有些电子元件对静电是很敏感的。如带有足够高电荷的螺钉起子靠近有相反电势的集成电路（IC）时，电荷“跨接”，会引起ESD。ESD以极高的强度很迅速地发生，通常会产生大量的热量，足以熔化半导体芯片的内部电路，在电子显微镜下可看到向外吹出的小子弹孔，引起即时的和不可逆转的损坏。尤其是MOS元件，它使用了很薄的金属氧化层，在静电170 V时就会被击坏。互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）或电气可编程只读内存（Electrical Programmable Read Only Memory，EPROM）等常见元件，可分别被只有250 V和100 V的ESD电势差所破坏。

此外，线性集成块、数字化双极性集成块、激光器等对静电也很敏感。如果在成形、插装焊接、安装、更换这些元件时不注意静电防护，就会损伤这些元件或者影响其功能或使用寿命，从而降低产品质量，造成不必要的损失。静电引起的元件立即损坏约占10%，其他90%被损伤的元件虽还可以用，但可靠性会大大降低。据统计，在电子产品生产企业中，半导体的损坏59%都是由静电所致。大部分器件的静电破坏电压都在几百至几千伏，而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达几千伏到几万伏，如走路或拆装泡沫材料都可产生几千或几万伏。

2）静电对电子产品损害的特性

（1）隐蔽性。人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但是发生静电放电时人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为 2～3 kV，所以静电具有隐蔽性。

（2）潜在性。有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，因此静电对器件的损伤具有潜在性。

（3）随机性。可以这么说，从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。

（4）复杂性。静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，不但要求分析人员具有较高的技术，而且往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以，静电对电子器件损害的分析具有复杂性。

4.电子产品生产的静电防护

1）常见防静电符号标识

（1）ESD敏感符号。三角形内有一斜杠跨越的手，用于表示容易受到ESD损害的电子元件或组件，如图1−2（a）所示。

（2）ESD防护符号。它与ESD敏感符号的不同之处在于有一圆弧包围着三角形，而没有斜杠跨越的手，如图1−2（b）所示，它用于表示被设计为对ESD敏感元件或设备提供ESD防护的器具。(www.daowen.com)

图1−2　防静电标识

（a）ESD敏感符号；（b）ESD防护符号

一般情况下，防静电材料为黑色，但并不是所有防静电材料都是黑色的。没有ESD警告标识未必意味着该组件不是ESD敏感的，当质疑一组件的静电敏感性而无定论时，必须将其作为静电敏感组件处理。

2）电子产品生产中防静电的作用

（1）降低因静电破坏所带来的生产成本增加。由于静电对部分元件造成破坏，致使该元件完全失去功能，器件不能工作。在进行功能检查时，会表现出这样或那样的故障现象。将故障机转至维修部分进行维修，势必造成人力、物力增加，此现象约占受静电损坏元件总数的10%。

（2）提高生产效率及产品质量。因静电损坏元件，生产直通率下降，相当一部分时间用于故障确认、原因分析，从而降低了生产效率。在生产维修时将元件进行拆、焊过程中对PCB走线、焊盘牢固度都会有不同程度的影响，特别是将本已固定到机器外壳上的故障板，拆下后再重新固定，对产品的牢固性会有很大影响。

（3）延长产品使用寿命。静电损坏元件约90%为间歇性（或部分）失去功能，器件虽可工作，但不稳定，维修次数增加。在产品已经正常使用的情况下，每增加一次维修，产品质量就会不同程度地下降一次，产品寿命相应随之缩短。

3）静电的防护措施

（1）静电防护的原则。

① 在静电安全工作区域使用或作业静电敏感元件（如防静电工作台）。安全的工作区域是指所有导电性与绝缘性物体不得存在足够破坏组件的电荷，所以整个工作区域必须备有完整的导电材料和接地系统以及适当的离子化空气产生器。

② 用静电屏蔽容器（如带有特殊标志的包装袋或盒子）周转及存放静电敏感元件或电路板（如SMT周转架），检查静电屏蔽容器内部，如有能够引起静电放电的物品要将其取出（如塑料袋、塑料泡沫等）。不能反复使用包装容器，除非使用前检查过。

③ 定期检查所采取的静电防护措施（物品、方法）是否正常（如接地良好与否、防静电手环是否合格）。保持工作场所的整洁，把不需要的物品从工作场所挪走（如梳子、食品、软饮料盒、自粘胶带、影印件、塑料袋、聚苯乙烯泡沫材料等）。

（2）常见防静电措施。

① 最大限度地防止静电产生。

a.增加空气湿度（30%～70%）。

b.采用抗静电材料，如防静电包装袋、周转箱、包装箱、工作台。

c.导电性物体接地。

d.绝缘性物体离子中和。

② 静电泄放。带电物体失去电荷的现象称为放电。常见的放电现象有以下3种。

a.接地放电。例如，戴防静电手腕带、用防静电台垫（地垫），电源采用三相四线制（接地放电）；生产线体、工作桌面、设备充分接地（接地放电）；穿工作服（接地放电）；使电动工具充分接地（接地放电）。

b.尖端放电，如无线手环、避雷针。

c.静电中和。

③ 静电屏蔽。一个接地的金属网罩，可以隔离内外电场的相互影响，这就是静电屏蔽，如高压设备外围设置金属网罩、电子仪器外面安装金属外壳。避免静电敏感元件或电路板与塑料制品或工具放在一起。

静电防护工作是一项系统工程，任何环节的失误或疏漏，都会导致静电防护工作的失败。更不能存在侥幸心理，要时刻保持警惕，检查各项防护措施是否有疏漏。