在制造現(xiàn)場和設(shè)計(jì)階段都必不可少——靜電對策和ESD對策

除了用于上面提到的能量收集等，靜電還被用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、除塵器以及各種制造和加工設(shè)備等。然而，比起這些有益的方面，可以說開頭提到的ESD破壞和異物粘附等問題更引人關(guān)注。為了避免這些問題，只能全力實(shí)施各種對策。以下介紹具體對策的一些示例。

防止制造工序中產(chǎn)生次品的靜電對策

帶電即靜電的一個眾所周知的原因是由物體或人在運(yùn)動時的摩擦而產(chǎn)生的帶電（摩擦帶電）。這種帶電在產(chǎn)品的制造工序中也經(jīng)常發(fā)生。針對由這些原因引起的靜電問題的典型對策是使用“靜電消除器”，它通過用空氣將離子吹到對象物體上來中和帶電電荷。

除靜電器有對在搬運(yùn)線等上面帶電的工件上的靜電進(jìn)行中和并將其去除的桿型、對在手工裝配工序等當(dāng)中產(chǎn)生的靜電進(jìn)行中和并將其去除的帶風(fēng)扇鼓風(fēng)機(jī)型、一邊將空氣集中吹到目標(biāo)點(diǎn)一邊去除靜電，從而將因靜電而粘附的異物去除的槍型等各種各樣的形式。

此外，佩戴腕帶將靜電釋放到地面（GND）以防止作業(yè)人員的手導(dǎo)致ESD也可以說是防止因人而產(chǎn)生的ESD破壞導(dǎo)致產(chǎn)生缺陷產(chǎn)品的基本對策。

使用電子設(shè)備時，ESD對策也很重要。“ESD保護(hù)裝置”中的靜電對策

電子設(shè)備中的ESD等靜電危害不僅會發(fā)生在制造工序中，還會發(fā)生在購買者的使用過程中。例如，如果電子設(shè)備中的IC等電子器件因開關(guān)操作等而產(chǎn)生ESD，就會導(dǎo)致誤動作或因SED破壞而發(fā)生故障。因此，在設(shè)計(jì)階段就需要針對靜電危害和ESD采取對策。

電子設(shè)備在使用過程中特別容易產(chǎn)生ESD的地方是人用手操作的地方，例如按鈕、插拔USB等插頭的連接器等各種外部接口等。換句話說，操作導(dǎo)致向IC瞬間施加高電壓，從而產(chǎn)生ESD后，電子設(shè)備發(fā)生故障或出問題的風(fēng)險(xiǎn)會增加（圖 1）。因此，可以毫不夸張地說，電子設(shè)備中需要ESD對策的地方，就是用戶接觸或接近的各個地方。

為了防止以這種方式發(fā)生的ESD危害，需要將帶電的電荷釋放到地面（GND）。實(shí)現(xiàn)這一要求的裝置被稱為“ESD保護(hù)裝置”，可以說它是防止突發(fā)故障等以確保電子設(shè)備穩(wěn)定工作所重要裝置。

ESD保護(hù)裝置“TVS二極管”及其工作原理

電子設(shè)備中使用的典型ESD保護(hù)裝置之一是“TVS二極管（TVS Diode）”。圖2顯示了其連接示例及其工作原理。

圖2：在外部接口（I/O）與IC之間并聯(lián)設(shè)置TVS二極管的示例

在圖2中，TVS二極管設(shè)置在連接外部接口（I/O）和IC的信號線與地面（GND）之間。在正常動作期間，TVS二極管開關(guān)功能處于OFF狀態(tài)，信號線與GND絕緣。

另一方面，當(dāng)I/O由于某種原因帶電，I/O與GND之間變?yōu)楦唠妷簳r，容易產(chǎn)生ESD。如果產(chǎn)生ESD并侵入，TVS二極管將變?yōu)镺N狀態(tài)，ESD將通過TVS二極管從信號線流向GND。

TVS二極管通過這樣的工作原理來保護(hù)IC免受ESD危害。

特別是近年來的信息設(shè)備變得更加小型化，例如支持高速數(shù)據(jù)傳輸I/O——USB4、支持更高電壓和更大電流的電源輸入/輸出功能（USB PD：USB Power Delivery）已開始普及，可以說，由此導(dǎo)致信息設(shè)備的ESD對策變得更加重要。