电子通讯技能飞速发展，为了进步传输速率和传输间隔，核算机和通讯工业正逐渐搬运到高速串行总线，在芯片-芯片、板卡-板卡与背板间完成高速互连。
这些高速串行总线的速率正从曩昔USB2.0、LVDS及FireWire1394的几百Mbps，提升到当时PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2、XAUI/2XAUI、XFI的数Gbps，乃至达10Gbps，这意味着核算机与通讯业的PCB厂商对差分走线的阻抗操控要求将越来越高，依据PCB业界的测验标准IPC-TM-650手册要求阻抗测验选用TDR（TimeDomain Refl ectometry，时域反射测定法）技能，PCB制造商广泛选用美国Tektronix TDR测验仪器进行阻抗测验。可是该仪器的中心要害部件—信号发射-取样模块（SampleMoudle）对静电极端灵敏，模块遭电击损坏只能回来厂家修理，修理周期需求一个月，修理费用3万元左右/次，故研讨静电有用防备十分要害。
1 静电根本概念及其作用
1.1 静电界说
静电是指相对静止不动的电荷，当一个物体带有必定量净的正电荷或净的负电荷时，能够称其带有静电。静电一般用伏特（V）表明。
1.2 静电发生的原理
1.2.1 微观原因
依据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡情况。因为不同物质原子的触摸发生电子的得失，使物质失掉电平衡，发生静电现象。
1.2.2 微观原因
（1）物体间冲突生热，激起电子搬运；（2）物体间的触摸和别离发生电子搬运；（3）电磁感应构成物体外表电荷的不平衡散布；（4）冲突和电磁感应的归纳效应。
1.3 静电特色
（1）静电具有高电压、低电量、小电流的特色。静电是一种相对的称谓，因为在许多情况下，静电通过一段时刻后会渐渐削减。这段时刻的长度与物体的电阻有关。电阻越大，静电越不易耗散。
（2）静电开释：便是积累电荷留向大地或许正负离子的中和进程。
静电的放电并不必定非要有触摸的动作发生，满意的静电也能够以空间间隔放电；静电开释进程中单位时刻内电流巨细的作用分：
（1）安全开释，采纳防护的科学办法，如避雷针、防静电资料、接地装置；（2）电击：静电破坏性开释，如电击感、电击穿。
1.4 日常工作中典型的静电源（表1）
表1 日常工作中典型的静电源
1.5 静电在工业出产中构成的危害
1.5.1 静电放电（ESD）构成的危害
（1）引起电子设备的毛病或误动作，构成电磁搅扰。
（2）击穿集成电路和精细的电子元件，或许促进元件老化，下降出产成品率。
（3）高压静电放电构成电击，危及人身安全。
（4）在多易燃易爆品或粉尘、油雾的出产场所极易引起爆破和火灾。
1.5.2 静电招引力（ESA）构成的危害：
（1）电子工业：吸附尘埃，构成%&&&&&%和半导体元件的污染，大大下降成品率。
（2）胶片和塑料工业：使胶片或薄膜收卷不齐；胶片、CD塑盘感染尘埃，影响质量。
（3）造纸印刷工业：纸张收卷不齐，套印禁绝，吸污严峻，乃至纸张黏结，影响出产。
（4）纺织工业：构成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
（5）塑胶喷涂：塑胶产品静电高，易吸附尘埃，喷涂后影响工件的漂亮和质量。
1.6 防备静电办法
1.6.1 静电防护的根本原则
（1）按捺静电荷的积累；（2）消除现已发生的静电荷。
1.6.2 消除静电的根本办法
消除静电的办法，一般可归结为一靠“地”；二靠“器”（静电消除器）；三靠“剂”（加抗静电剂）；四靠“屏蔽”。
（1）接地。
（2）用静电消除器。静电消除器上发生很多的正负离子，然后通过风把这些离子吹到有静电的当地，静电就会招引相反极性的离子而中和掉，聚积在产品或设备外表上的静电因而得以中和而消除。
（3）运用静电消除剂。可用静电消除剂檫洗仪器和物体外表，能敏捷消除物体外表的静电。防静电剂以油脂为质料，首要成分为季胺盐，它的作用是使化纤、橡胶、塑料等物体的外表吸附空气中的水分，添加导电率。
（4）静电屏蔽。最一般的办法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为维护，静电灵敏元件在贮存或运送进程中会露出于有静电的区域中，用静电屏蔽的办法可削弱外界静电对电子元件的影响。
1.6.3 操控环境湿度
当空气的相对湿度在65%~70%以上时，物体外表往往会构成一层极菲薄的水膜。水膜能溶解空气中的CO2，使外表电阻率大大下降，静电荷就不易积累。假如周围空气的相对湿度降至40%~50%时，静电不易逸散，就有或许构成高电位。
2 TDR仪器测验进程剖析
2.1 TDR测验根本原理
2.1.1 概念
在传输线（如PCB走线）上输入一个阶跃信号，当电信号抵达某个方位时，该方位上的电压发生改变，传输线在此方位上对地电流回路发生阻抗。当传输在线呈现阻抗不接连的现象时，在阻抗改变之处的阶跃信号就会发生反射现象，对反射信号进行取样并显现在示波器屏幕上。
2.1.2 TDR仪器的硬件结构（图1）
示波器；高频模块，由阶跃脉冲发生器和采样电路两部分组成；测验探头。
2.1.3 TDR静电维护装置（图2）
测验进程信号的通、断通过切换继电器进行敞开和封闭与探头的通断，图2 J1、J2为手动和自动测验形式切换开关；不测验时高频模块信号（IN）通道同外部（J1或J2）断开衔接，外部（J1或J2）信号接上对地50Ω节点，外部带入的静电安全开释。
2.2 信号数据搜集结构介绍
一般数字仪器都会用到前端，将输入信号数字化，一般有两种办法：
（1）信号先通过“衰减器”衰减，再到“取样电路”取样（图3-A）。
长处：“取样电路”的高频二极管有“衰减器”的维护，不易遭到过大电压的损伤；缺陷：频宽受约束。
（2）没有衰减器直接输入信号（图3-B） 。
长处：频宽高；缺陷：取样电路就很简单遭到过大电压的损伤。
Tektronix TDS/CSA8000 的取样头（Sample Moudle）80E04，频宽高达 20 GHz，输入阻抗为50 mm，显着该款TDR数据搜集选用图3-B结构。
2.3 静电对取样头的危害剖析
2.3.1 一般静电可区别红4等级（表2），各等级会有不同的静电防备要求。
表 2 一般静电区别表
2.3.2 电子灵敏组件对静电的忍受程度（表3）
表3 电子灵敏组件对静电的忍受程度
2.3.3 静电对μm组件单位面积的功率核算
（1）以一个人体的%&&&&&%160 pf为例，按其贮存约15 000 V的静电核算，当它对一个0.1 μm2接口（Junction）组件放电时，组件接受的功率为式（1）。
（2）在 0.1μm2（1×10-7）接口（junction）组件上，单位面积接受的功率为式（2）。
一般Silicon（半导体硅）会在 2000 ℃熔化，假如有这么大的能量加入到组件的 junction（接口），必定使接口遭到损伤，而失掉了 Schottydiode（宵特计二极管）的功用，使之不能正常取样。
2.4 TDR模块静电损坏的特色
（1）无缺情况波形（图4）；（2）损坏后波形（图5）；（3）受损模块将会构成5 Ω的测量误差。
3 TDR仪器测验进程静电源剖析
依据人、机、料、法、环多维度寻觅静电源，其间PCB与PCB之间用PE（Polyethylene）膜分隔叠板放置，以下为产品流程直接相关要素进行静电测验，数据搜集如下：
（1）对阻抗测验相关的进程进行静电测验（表 4）：
表4 对阻抗测验相关的进程进行静电测验表
从表4可见，静电在出产环节发生而且电压巨细与出产设备有关。
（2）阻抗室内待测板静电情况（表 5）
表5 阻抗室内待测板静电情况
从表5可见，阻抗室内待测板（叠放）里层与外层静电有差异，静电开释难易程度与板结构相关；别的暂时寄存已测验过板的塑料台是测验的风险区域。
4 静电（ESD）的防治办法及作用
在工作环境中的物体可区别为：导体与非导体。 静电放电能够有触摸和无触摸时发生。故ESD防治办法首要四大方面进行。
（1）导体ESD防治办法。
导体防止静电，是必需接一条导体资料将静电导到标有Ground的当地。
这些导体资料包含：防静电桌毯（Table Mats）、防静电地毯（Floor Mats）、防静电手环（WristStrap）、防静电袋（Protect Bag）、防静电椅盖（StoolCover）、防静电维护手袖（Protectors Sleever）、防静电鞋带（Shoe Grounding Straps）等。标准静电防备资料中最重要的3个东西为：防静电桌毯（TableMats）、防静电手环（Wrist Strap）、防静电地毯（Floor Mats），而且有必要保证： 防静电桌毯（TableMats）接地； 防静电手环（Wrist Strap）接地； 防静电地毯（Floor Mats）接地。
（2）非导体ESD防治办法。防止非导体静电危害的问题在于，不穿发生静电的衣物，不运用发生静电的物品。例如，防止、削减运用塑料制品，聚乙烯泡泡物品，让这些物品远离工作台；挑选运用离子吹风机（Ionized Blower）。
（3）静电防备可依不同等级选用不同的防备要求。因为你无法预期静电发生的巨细，最好将防备办法做得超越规则的要求。可是除了有必要满意组件的不同 Class要求外，设备应依不同的“环境”而采纳更严厉的要求。
（4）周期性查看各种静电防制资料和体系进行必要的查看。对各类相关人员与操作人员施行必定的、例行的和周期性的不间断的专业训练。
（5）针对TDR测验环节静电发生及其开释进程采纳办法取样模块电击损坏频次5月份后显着削减（图6）。
5 定论
通过体系的剖析和防备办法的施行，静电损坏取样模块的事端有显着的削减，标准人员正确操作防护办法和正确操作运用仪器，TDR仪器静电安全要挟仍是能够防止的。
