最好的技術應該是既能滿足使用要求
，又能做到成本最低。電腦在 保修期內損壞，廠商通常要為用戶免費維修或進行更換。如果產品故障率高居不下
，不僅會增加維修成本、減少利潤
，甚至要召回失敗產品而影響製造商聲譽。麵對 越來越脆弱的芯片，研究和實施防靜電技術以提高製造成品率、降低使用故障率，是所有芯片製造商和整機製造商都必須解決的問題。

●芯片的防靜電設計

隨 著芯片速度的提高，為了縮短引腳長度而減少信號串擾，CPU和SoC(SystemonChip)等超大規模IC芯片的封裝越來越多地采用倒裝芯片 （flipchip），倒裝芯片通常麵積較大，而厚度很薄。由電容計算公式C＝εS／d可知，芯片可能攜帶大量靜電電荷Q（=CxV），換句話說
，芯片自 身成了一個巨大的電容器。

如(ru)果(guo)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)者(zhe)對(dui)此(ci)問(wen)題(ti)沒(mei)有(you)足(zu)夠(gou)認(ren)識(shi)，未(wei)在(zai)芯(xin)片(pian)內(nei)設(she)置(zhi)電(dian)流(liu)釋(shi)放(fang)通(tong)道(dao)，使(shi)得(de)淨(jing)電(dian)荷(he)不(bu)斷(duan)積(ji)聚(ju)。如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)
，芯(xin)片(pian)在(zai)接(jie)觸(chu)到(dao)工(gong)作(zuo)台(tai)或(huo)包(bao)裝(zhuang)盒(he)的(de)瞬(shun)間(jian)，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)強(qiang)烈(lie)的(de)靜(jing)電(dian)釋(shi)放(fang)，以(yi)致(zhi)於(yu)芯(xin)片(pian)損(sun)壞(huai)在(zai)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)之(zhi)中(zhong)，成(cheng)品(pin)率(lv)降(jiang)低(di)了(le)，生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)提(ti)高(gao)了(le)。

此 外
，CPU、GPUjibeiqiaoxinpianshangdejinshugaiyijisanrepian，yeshireshishengfeideyigehuogen。nuodadejinshutiwuyiyuyigejingdianjieshoutianxian
，jiyixifuxinpianzhouweidedianchang，yijixinpianfu 近(jin)導(dao)線(xian)上(shang)的(de)電(dian)荷(he)
，這(zhe)個(ge)因(yin)素(su)也(ye)對(dui)芯(xin)片(pian)安(an)全(quan)構(gou)成(cheng)威(wei)脅(xie)。如(ru)果(guo)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)者(zhe)和(he)整(zheng)機(ji)設(she)計(ji)者(zhe)沒(mei)有(you)考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)個(ge)因(yin)素(su)，到(dao)了(le)用(yong)戶(hu)手(shou)中(zhong)再(zai)發(fa)現(xian)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)而(er)不(bu)得(de)不(bu)把(ba)產(chan)品(pin)召(zhao)回(hui)時(shi)
， 損失就更大了。

●整機的屏蔽與接地設計

在電腦生產車間，地板是防靜電的，製造設備是防靜電的，測試儀器是防靜電的， 芯片周轉箱和庫房是防靜電的
，就連操作者也要身穿防靜電服
、戴上防靜電手套
，一派全副武裝的模樣。但是
，電腦在應用過程中
，還是會給ESD以可乘之機。為 了避免感應靜電的危害，需要對整機進行屏蔽和接地。

電腦的金屬機箱是屏蔽靜電的重要措施，良好的接地可使受靜電危害的幾率大大降低。機 箱中的主板、接口卡

，軟驅
、硬盤、光驅等設備
，以及包裹在信號線外麵的金屬屏蔽網，均通過機箱連接成一個整體，然後再通過電源地線接入大地
，這樣不僅可以 消xiao除chu外wai來lai的de感gan應ying靜jing電dian，也ye可ke以yi消xiao除chu旋xuan轉zhuan設she備bei自zi身shen所suo產chan生sheng的de摩mo擦ca靜jing電dian。為wei了le保bao證zheng部bu件jian之zhi間jian接jie觸chu良liang好hao
，機ji箱xiang上shang設she置zhi有you各ge種zhong彈dan性xing觸chu點dian或huo彈dan性xing接jie觸chu片pian。

●接口電路中植入ESD保護器

芯 片是最容易被ESD損壞的器件，因此成為電腦中的重點保護對象。而接口電路位於板卡電路的外圍，是抵禦ESD的一道重要防線。由於電腦板卡上邏輯電路無法 承(cheng)受(shou)千(qian)伏(fu)級(ji)電(dian)壓(ya)，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)將(jiang)之(zhi)排(pai)除(chu)在(zai)電(dian)路(lu)之(zhi)外(wai)。在(zai)電(dian)腦(nao)的(de)各(ge)個(ge)接(jie)口(kou)處(chu)接(jie)入(ru)靜(jing)電(dian)防(fang)護(hu)器(qi)件(jian)，使(shi)靜(jing)電(dian)高(gao)壓(ya)在(zai)此(ci)釋(shi)放(fang)，避(bi)免(mian)了(le)向(xiang)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)縱(zong)深(shen)區(qu)域(yu)的(de)侵(qin)入(ru)。

接口電路中最簡易的防靜電措施是：在線路中串連一個低阻值的電阻，來限製ESD的電流
，或者在信號線與地線之間接如一個小電容，來釋放ESD電流。不過這些措施會對信號產生衰減和延遲，不利於信號傳輸。

近 幾年生產的主板中，在鍵盤、鼠標的PS/2接口以及RS－232C串行口和IEEE1284A並行口等低速端口中，多采用內嵌防靜電功能的數據收發芯片 （圖5）。接口芯片中內嵌的ESD保護電路，是利用寄生電路實現的。當ESD作用時，寄生電路被觸發，泄放ESD電流或箝位ESD電壓
，達到保護目的。

對 於高速的USB和IEEE1394熱插拔接口，因為引腳較少，通常接入TVS和MLV等新型靜電保護器件。 TVS（TransientVoltageSuppresser，瞬態電壓抑製器）能夠迅速地將ESD故障電流釋放到接地端，而且其漏電流和結電容都很 低


，響應時間也很短（1ns左右），是高速數據通路中理想的選擇，在電腦主板及各種USB設備中獲得廣泛應用。

TVS器件內通常含有若幹個TVS二極管



、具有多路保護作用的微型貼片元件，常見的封裝形式有SOT23和SC-70兩種，最新產品有Semtech公司的MicroClampTVS，Microsemi公司的USB50403C等。

ESD保護器往往不被人們所注意
，但卻是電腦的保護神。它們在電腦中是否起過作用、起過幾次作用，我們都無法知道。但是，如果沒有它們的暗中保護，電腦就會經常給我們帶來麻煩。

●對產品進行ESD測試


大 家知道，電子產品必須通過EMC（電磁兼容性）性能測試
，貼上EMC標誌

，才能進入國際市場。目前最為權威的EMC標準當屬國際電工委員會製定的 IEC61000-4標準，其中包括IEC61000-4-2（ESD）

、IEC61000-4-3（抗電磁幹擾）

、IEC61000-4-4（電快速瞬 變）、IEC61000-4-5（浪湧敏感度）。對電腦產品所進行的ESD試驗也是以IEC61000-4-2作為標準的。

IEC61000-4-2 規定的ESD測試有兩個項目：接觸電壓測試和空氣放電測試。接觸電壓測試時，ESD信號發生器產生最高4kV的可調直流電壓，當信號發生器的探頭尖部接觸 到被測設備時，發生放電。空氣放電測試時，ESD測試儀提供最高8kV的可調脈衝電壓
，從測試儀的探頭發出電火花傳向待測設備。


千 裏之堤

，潰於蟻穴。在產品設計、元器件篩選和製造過程的每一個環節出了問題，都可能釀成災難性事故，而ESD測試是發現設計問題、考驗元器件質量和查找製 造缺陷的有效手段。MSI作為主板行業的一線大廠，居然也會出現南橋芯片大麵積損壞的情況，問題究竟出在哪兒還不得而知
，MSI可能沒有對這一批主板逐個 進行ESD測試——這也隻是猜測。