隨著納米技術(shù)的日益發(fā)展，集成電路的集成密度越來(lái)越高，相應(yīng)的耐靜電擊穿電壓（Vesd）也越來(lái)越低，另一方面，一些表面電阻率很高的高分子材料如塑料、橡膠制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的破壞性，僅美國(guó)電子工業(yè)一年因ESD造成的損失就達(dá)幾百億美元。、ESD electrostatic discharge是電子工業(yè)中普遍存在的“硬病毒”，在某個(gè)內(nèi)外因條件具備的時(shí)刻便會(huì)發(fā)作，可以遵循以下四項(xiàng)原則，建立起有效的靜電控制程序。
把靜電控制體現(xiàn)到設(shè)計(jì)中
要做到更為有效的ESD控制，首先在器件和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分體現(xiàn)靜電防護(hù)的思想，在器件內(nèi)部設(shè)置靜電防護(hù)元件（ESD Protection Device），盡量使用對(duì)靜電不敏感的器件以及對(duì)所使用的靜電放電敏感（ESDS,ESD-sensitive）器件提供適當(dāng)?shù)妮斎氡Ｗo(hù)，使其更合理地避免ESD的傷害。
MOS工藝是集成電路制造的主導(dǎo)技術(shù)，以金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管為基本構(gòu)造元件。由于MOS器件中場(chǎng)效應(yīng)管理的柵、源極之間是一層亞微米級(jí)的絕緣棚氧化層，故其輸入阻抗通常大于1000M，并且具有5pF左右的輸入電容，極易受到靜電的損害。因此，在MOS器件的輸入級(jí)中均設(shè)置了電阻-二極管防護(hù)網(wǎng)絡(luò)，串聯(lián)電阻能夠限制尖峰電流，二極管則能限制瞬間的尖峰電壓。器件內(nèi)常見的防護(hù)元件還有：電容、雙極晶體管、可控硅整流器（SCR，見圖1）等，ESD 發(fā)生時(shí)，它們?cè)谑鼙Ｗo(hù)器件之前迅速作出反應(yīng)，將ESD的能量吸收、釋放，使被保護(hù)器件所受沖擊大為降低。正常情況下，防護(hù)元件在其一次崩潰（First Breakdown）區(qū)內(nèi)工作，不會(huì)受到ESD損傷，一旦外加電壓或電流過(guò)量（Overstress），進(jìn)入二次崩潰（Secondary Breakdown）區(qū)的防護(hù)元件將受到不可逆轉(zhuǎn)的損害，失去對(duì)器件的保護(hù)作用。
目前許多廠家已經(jīng)研制出具有內(nèi)部保護(hù)電路的器件，一系列相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也頌布執(zhí)行，如MAXIM公司研制的模擬開關(guān)MAX4551，具有15kV的ESD 保護(hù)功能，它們必須在正常工作、停機(jī)模式和斷電狀態(tài)下，依據(jù)IEC1340-3-1人體模型、IEC1000-4-2空氣間隙放電、IEC 1000-4-4快速瞬變（FTB）放電等標(biāo)準(zhǔn)，接受多項(xiàng)模似ESD測(cè)試，確保符合IEC1000-4-2Level4要求。
此外，生產(chǎn)環(huán)境的防靜電設(shè)計(jì)也是ESD控制的關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)的依據(jù)是電子器件絕緣膜靜電擊穿電壓（Vesd）、整機(jī)中敏感器件的Vesd以及生產(chǎn)設(shè)備的耐靜電性能。制造必須定義和堅(jiān)持一個(gè)特殊的ESD控制級(jí)別，該級(jí)別由生產(chǎn)過(guò)程中最為敏感的元件所決定，生產(chǎn)環(huán)境必須保障該級(jí)別的安全性。當(dāng)不知道最敏感元件的級(jí)別時(shí)，制造商應(yīng)該執(zhí)行EIA-625標(biāo)準(zhǔn)，它將ESD保護(hù)的工作區(qū)域定義為“安全區(qū)”，不包含可能產(chǎn)生高于200V的放電源。國(guó)際上已有多篇論文提出以二次崩潰電流做為靜電敏感級(jí)別的判定依據(jù)，能夠精確測(cè)量二次崩潰電流的傳輸線觸波發(fā)生器（TLPG）也已成為ESD防護(hù)研發(fā)中的重要工具。
堅(jiān)持預(yù)防為主，消除產(chǎn)生靜電的過(guò)程，在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中盡可能地減少產(chǎn)生靜電的工序和材料，可以在很大程度上消除靜電的產(chǎn)生與積累。為抑制靜電的產(chǎn)生和積累，EPA區(qū)域內(nèi)應(yīng)盡量避免使用表面電阻率高的普通塑料、聚乙烯、苯乙烯制品，如化纖地毯、尼龍服、布質(zhì)儀器罩等，這些物品一經(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；操作者應(yīng)杜絕用手、服裝觸及電路板和各種IC引腳；清洗印刷電路板（PCB）時(shí)，只使用ESD認(rèn)可的自然毛刷和溶劑；在所有操作和檢查中盡可能地減少印刷電路裝置（PCA，printed circuit assembly）的移動(dòng)，可能的話減少操作次數(shù)；器件應(yīng)存儲(chǔ)在完全閉合的屏蔽容器內(nèi)，或者引腳朝下放在耗散性接地墊子上；PCB或器件上跟蹤工作過(guò)程（WIP，work in process）的標(biāo)簽也應(yīng)使用靜電耗散性標(biāo)簽。
敏感器件的物流也是一個(gè)不容疏忽的環(huán)節(jié)。在這個(gè)過(guò)程中，元器件不可以避免地要與外包裝相磨擦產(chǎn)生靜電，而且暴露在外界電場(chǎng)中（如經(jīng)過(guò)高壓設(shè)備附近）的敏感器件也極易受到破壞、很可能在我們還沒(méi)有意識(shí)到的狀況下，敏感器件已經(jīng)受損、因此儲(chǔ)運(yùn)時(shí)應(yīng)采用耗散性或防靜電屏蔽包裝，不能用易產(chǎn)生靜電的尼龍及普通塑料制品，且只在準(zhǔn)備使用時(shí)才將ESD器件從包裝中取出來(lái)。
安全地泄放或中和靜電
同樣，無(wú)論措施多少嚴(yán)密，完全消除靜電幾乎是不可能的，所以我們的第三條原則是，安全地泄放或中和靜電，其中接地是最基本最有效的方法。接地為靜電沖擊提供良好的泄放通道，使帶電體上積聚的靜電荷得以順利泄出，迅速導(dǎo)入大地，避免了對(duì)敏感元件的放電。接地效果的好壞直接影響到整個(gè)靜電防護(hù)的效果，如果接地效果差，將導(dǎo)致整個(gè)防靜電體系失效，產(chǎn)品將處于在一個(gè)充滿靜電的險(xiǎn)境，只有從測(cè)試放電點(diǎn)到最終接地匯接點(diǎn)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都保持通暢，才能確保靜電安全泄放。IEC1340-5-1對(duì)接地電阻作了規(guī)定，國(guó)內(nèi)航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QJ1950-90也有類似規(guī)定，綜合考慮，電子工業(yè)中生產(chǎn)和使用場(chǎng)所的接地電阻應(yīng)在 10以下，接地導(dǎo)線必須連接牢固，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，否則在松斷部位可能會(huì)產(chǎn)生火花，固定設(shè)備接地導(dǎo)線應(yīng)是1.25mm以上的多股可撓的編織電線，地線提供給防靜電腕帶、地板和工作臺(tái)表面。
普通塑料等絕緣體上的靜電荷，不能用接地的方法來(lái)消除，但可以利用極性相反的電荷來(lái)中和。目前常采用的是靜電消除器（SVCOR）,利用高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的地電流高電壓作用下，形成一個(gè)穩(wěn)定的高強(qiáng)電場(chǎng)，電離空氣形成離子體。由氣流帶出達(dá)到物體表面，達(dá)到中和靜電的目的，電離器件上有專門的清結(jié)器，可以清除電離針上的積灰，保持電離器件的正常工作。
思沃離子風(fēng)靜電消除設(shè)備有專用的離子平衡電路，可以達(dá)到離子的自動(dòng)平衡。消除靜電的功能，可以解決因靜電作用引起的生產(chǎn)問(wèn)題，如解決靜電引起的吸塵問(wèn)題，塑料制品加工時(shí)的粘合問(wèn)題，靜電排訴引起的小零件跳躍問(wèn)題。
并在尖端附近形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，使空氣電暈放電，產(chǎn)生正、負(fù)離子，異性離子在電場(chǎng)作用下向帶電體運(yùn)動(dòng)，因以可以連續(xù)地中和可能發(fā)生在絕緣體表面的任何電荷積累。
適度控制環(huán)境溫濕度，也可以有效遏制靜電的殺傷力。溫度與溫度對(duì)ESD都有影響，在同一個(gè)大氣環(huán)境中，溫度較低區(qū)域會(huì)比溫度較高的區(qū)域相對(duì)濕度更大，而濕度增加則便非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率增加，空氣導(dǎo)電性能增強(qiáng)，物體上積蓄的靜電荷可以更快地泄漏，可見環(huán)境溫度越低，濕度越大，對(duì)靜電的防護(hù)就越有利。因此在工藝條件許可時(shí)，可以使用空調(diào)加濕、風(fēng)扇噴霧器噴射水霧、地面灑水等方法提高空氣的相對(duì)濕度，降低靜電的危害。當(dāng)然，通常應(yīng)將溫度控制在18-28度范圍，濕度控制于40-65%RH范圍內(nèi)。
實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)進(jìn)程與環(huán)境
生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)注的靜電參數(shù)有電場(chǎng)強(qiáng)度、靜電電位、電荷量和電阻率。電荷量是靜電最本質(zhì)的物理量，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量不方便，通常代以測(cè)量物體表面的靜電電位，測(cè)量時(shí)常采用非接觸式靜電電壓表，不與被測(cè)物體接觸，因而對(duì)被測(cè)物體的靜電影響很小。物體的防靜電性能可通過(guò)檢測(cè)其表面電阻率或體電阻率來(lái)鑒定，而電場(chǎng)強(qiáng)度靜征了工作環(huán)境中靜電積聚的能量，對(duì)EPA的確定至關(guān)重要。常用的檢測(cè)儀器有場(chǎng)強(qiáng)計(jì)、手/腳腕帶檢測(cè)儀，表面阻抗測(cè)試儀、靜電電壓表、電荷量表等，最新的綜合監(jiān)測(cè)設(shè)備可對(duì)區(qū)域中的靜電狀況全面監(jiān)測(cè)，任一參數(shù)超標(biāo)即自動(dòng)報(bào)警。
檢測(cè)是ESD控制的必要手段，應(yīng)在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中實(shí)時(shí)進(jìn)行。操作員每次進(jìn)入EPA之前需測(cè)試手/腳腕帶、防靜電鞋、防靜電工作服的性能；必須有專人負(fù)責(zé) EPA的檢測(cè)與維護(hù)，定期檢查各種ESD設(shè)備、用具、接地裝置是否滿足防靜電的要求；管理人員應(yīng)定期檢查各個(gè)工位的防靜電情況，發(fā)現(xiàn)不符合要求時(shí)，要實(shí)時(shí)整改；檢測(cè)結(jié)果要整理歸檔并作為質(zhì)量管理體系認(rèn)證的一部分加以核查。
總結(jié)
以上四條原則是建立ESD控制程序的基礎(chǔ)，一個(gè)有效的ESD控制體系，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)施的培訓(xùn)、管理制度和操作程序。美國(guó)學(xué)者 DennisPolinski認(rèn)為，一個(gè)有效的ESD控制程序應(yīng)包括以下元素：設(shè)立一個(gè)ESD防護(hù)統(tǒng)籌人或小組、明確來(lái)自ESD的損失、評(píng)估你的實(shí)施過(guò)程與需要、確認(rèn)ESD敏感項(xiàng)目、需求最高管理層的支持、建立和實(shí)施規(guī)程與規(guī)定、人員培訓(xùn)和回顧、審查、分析、報(bào)告、提供反饋與改進(jìn)。
靜電防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護(hù)思想，綜合運(yùn)用均壓、接地、泄流、屏蔽和箝位等技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能取得明顯的效果。