通訊技術(shù)飛速發(fā)展，為了提高傳輸速率和傳輸距離，計(jì)算機(jī)和通訊產(chǎn)業(yè)正逐步轉(zhuǎn)移到高速串行總線，在芯片-芯片、板卡-板卡與背板間實(shí)現(xiàn)高速互連。

　　這些高速串行總線的速率正從過(guò)去USB2.0、LVDS及FireWire1394的幾百M(fèi)bps，提升到當(dāng)前PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2、XAUI/2XAUI、XFI的數(shù)Gbps，甚至達(dá)10Gbps，這意味著計(jì)算機(jī)與通訊業(yè)的PCB廠商對(duì)差分走線的阻抗控制要求將越來(lái)越高，依據(jù)PCB業(yè)界的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650手冊(cè)要求阻抗測(cè)試采用TDR（TimeDomain Refl ectometry，時(shí)域反射測(cè)定法）技術(shù)，PCB制造商廣泛采用美國(guó)Tektronix TDR測(cè)試儀器進(jìn)行阻抗測(cè)試。但是該儀器的核心關(guān)鍵部件—信號(hào)發(fā)射-取樣模塊（Sample Moudle）對(duì)靜電極其敏感，模塊遭電擊損壞只能返回廠家維修，維修周期需要一個(gè)月，維修費(fèi)用3萬(wàn)元左右/次，故研究靜電有效預(yù)防非常關(guān)鍵。

一、 靜電基本概念及其作用

1.靜電定義
   靜電是指相對(duì)靜止不動(dòng)的電荷，當(dāng)一個(gè)物體帶有一定量?jī)舻恼姾苫騼舻呢?fù)電荷時(shí)，可以稱(chēng)其帶有靜電。靜電通常用伏特（V）表示。
2.靜電產(chǎn)生的原理
  （1）微觀原因
   根據(jù)原子物理理論，電中性時(shí)物質(zhì)處于電平衡狀態(tài)。由于不同物質(zhì)原子的接觸產(chǎn)生電子的得失，使物質(zhì)失去電平衡，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。
  （2）宏觀原因：a.物體間摩擦生熱，激發(fā)電子轉(zhuǎn)移；
                       b.物體間的接觸和分離產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移；
                       c.摩擦和電磁感應(yīng)的綜合效應(yīng)；
                       d.電磁感應(yīng)造成物體表面電荷的不平衡分布；
3.靜電的特點(diǎn)：
  （1）靜電釋放：就是積聚電荷留向大地或者正負(fù)離子的中和過(guò)程。
         a.電擊：靜電破壞性釋放，如電擊感、電擊穿；
         b.**釋放，采取防護(hù)的科學(xué)措施，如避雷針、防靜電材料、接地裝置。
  （2）靜電具有高電壓、低電量、小電流的特點(diǎn)。靜電是一種相對(duì)的稱(chēng)謂，因?yàn)樵谠S多情況下，靜電經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)慢慢減少。這段時(shí)間的長(zhǎng)度與物體的電阻有關(guān)。電阻越大，靜電越不易耗散。
4.靜電在工業(yè)生產(chǎn)中造成的危害
（1）靜電放電（ESD）造成的危害
      a.高壓靜電放電造成電擊，危及人身**；
      b.引起電子設(shè)備的故障或誤動(dòng)作，造成電磁干擾；
      c.在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場(chǎng)所極易引起爆炸和火災(zāi)。
（2）靜電吸引力（ESA）造成的危害
      a.塑膠噴涂：塑膠產(chǎn)品靜電高，易吸附灰塵，噴涂后影響工件的美觀和品質(zhì)；
      b.膠片和塑料工業(yè)：使膠片或薄膜收卷不齊；膠片、CD塑盤(pán)沾染灰塵，影響品質(zhì)；
      c.紡織工業(yè)：造成根絲飄動(dòng)、纏花斷頭、紗線糾結(jié)等危害。
5.預(yù)防靜電的方法
（1）靜電防護(hù)的基本原則：a.消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷；b.抑制靜電荷的積聚。
（2）消除靜電的基本措施：①用靜電消除器。靜電消除器上產(chǎn)生大量的正負(fù)離子，然后通過(guò)風(fēng)把這些離子吹到有靜電的地方，靜電就會(huì)吸引相反極性的離子而中和掉，聚積在產(chǎn)品或設(shè)備表面上的靜電因此得以中和而消除；②接地；③靜電屏蔽。*通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護(hù)，靜電敏感元件在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響；④使用靜電消除劑?？捎渺o電消除劑檫洗儀器和物體表面，能迅速消除物體表面的靜電。防靜電劑以油脂為原料，主要成分為季胺鹽，它的作用是使化纖、橡膠、塑料等物體的表面吸附空氣中的水分，增加導(dǎo)電率。
（3）控制環(huán)境濕度：當(dāng)空氣的相對(duì)濕度在65%~70%以上時(shí)，物體表面往往會(huì)形成一層極微薄的水膜。水膜能溶解空氣中的CO2，使表面電阻率大大降低，靜電荷就不易積聚。如果周?chē)諝獾南鄬?duì)濕度降至40%~50%時(shí)，靜電不易逸散，就有可能形成高電位。

二、TDR儀器測(cè)試過(guò)程分析
 1.概念：在傳輸線（如PCB走線）上輸入一個(gè)階躍訊號(hào)，當(dāng)電訊號(hào)到達(dá)某個(gè)位置時(shí)，該位置上的電壓產(chǎn)生變化，傳輸線在此位置上對(duì)地電流回路產(chǎn)生阻抗。當(dāng)傳輸在線出現(xiàn)阻抗不連續(xù)的現(xiàn)象時(shí)，在阻抗變化之處的階躍訊號(hào)就會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象，對(duì)反射訊號(hào)進(jìn)行取樣并顯示在示波器屏幕上。
2.靜電對(duì)取樣頭的損害分析

 （1）一般靜電可區(qū)分成4等級(jí)（表1），各等級(jí)會(huì)有不同的靜電防范要求。

表 1一般靜電區(qū)分表

 （2）電子敏感組件對(duì)靜電的忍耐程度（表2）

　表2電子敏感組件對(duì)靜電的忍耐程度

 （3） 靜電對(duì)μm組件單位面積的功率計(jì)算

 

       ①個(gè)人體的電容160 pf為例，按其儲(chǔ)存約15 000 V的靜電計(jì)算，當(dāng)它對(duì)一個(gè)0.1 μm₂接口（Junction）組件放電時(shí)，組件接受的功率為式
                               

　?、谠?0.1μm²（1×10^-7）接口（junction）組件上，單位面積承受的功率為式（2）。

3.TDR模塊靜電損壞的特點(diǎn)

　　（1）完好狀態(tài)波形；（2）損壞后波形；（3）受損模塊將會(huì)造成5 Ω的測(cè)量誤差。

三、結(jié)論
 　　經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析和預(yù)防措施的實(shí)施，靜電損壞取樣模塊的事故有明顯的減少，規(guī)范人員正確操作防護(hù)措施和正確操作使用儀器，TDR儀器靜電**威脅還是可以避免的。