如今的科學技術的蓬勃發展及微電子技術的迅猛進步，世界已進入了全新的互聯網信息時代。各類計算機作為一種高速信息處理工具和大容量的信息存儲設備，在氣象、航空、鐵路、郵電、微波、證券、金融、人造衛星、導彈發射等領域都獲得了廣泛應用。人類對計算機類信息設備的依賴程度越來越高。然而，計算機并非盡善盡美。計算機作為一種信息技術設備，是一個種類繁多并有許多分系統的數字系統。來自外部的電磁輻射，計算機主機內部元件之間、部件之間、分系統之間和各個傳輸通道之間的電磁干擾，都有可能對計算機信息系統產生干擾和破壞，嚴重影響計算機信息系統的穩定性、安全性和可靠性。靜電是一種常見的電磁脈沖危害源，不僅會造成計算機運行中出現隨機故障，而且還會引起電子系統中敏感部件的損壞，導致某些元器件（如CMOS、MOS電路、雙極性電路等）被擊穿，造成事故。計算機運行過程中，靜電輕則引起突發性故障，重則可能造成數據丟失，程序運行紊亂，以致整個系統失控。據有關資料統計：由靜電而引發的計算機的故障率占50%~70%。因此，探討計算機信息系統的靜電危害和防護，尋求有效的靜電防護措施，對保障計算機信息系統正常工作，具有很重要的意義。

一、靜電及靜電放電

       靜電主要是由物體運動或相互之間摩擦、接觸和分離產生。在物體產生靜電荷的過程中，因一部分電荷沒有消失，貯存在物體上，這個物體就叫“靜電帶電體”。很多運動的物體在與其他物體接觸與分離的過程（如摩擦）就會帶上靜電?；顒又械娜梭w、機房設備與設施、接觸的材料，干燥的室內環境都是機房靜電的主要產生因素。當靜電能量積累到一定程度，超過兩物體之間的介質擊穿強度時即發生靜電放電（Electrostatic Discharge，簡稱ESD，也叫靜電釋放）。靜電放電ESD的產生途徑，一般可分為兩種情況：

       1、 摩擦帶電。當兩種不同介電常數的材料相互摩擦時，由于摩擦運動，其中的一種材料把電荷傳給了另一種材料，由此在這兩種材料中產生了靜電。摩擦產生的電荷大小與空氣相對濕度、摩擦材料的介電常數、兩種材料的相對運動速度及兩者的壓力等有關；

       2、 感應帶電。感應帶電就是帶電荷物體的電場在其相鄰的物體上造成電荷分離，靠近帶電物體會出現與該電荷極性相反的感應電荷。只要物體帶有電荷，就會在其周圍產生靜電場，就會使周圍物體感應帶電。導體帶電電壓超過他們之間的空氣或其他絕緣介質的擊穿電壓時，就會產生靜電放電，嚴重時會激發出電弧火花，并伴隨噼啪的爆裂聲，直到兩個導體接觸短路或者電流低到不能維持電弧火花為止。

       ESD特點主要有以下兩點：1）、ESD一般是高電位、強電場、可以瞬時形成脈沖大電流的過程；2）、ESD會產生強烈的電磁輻射形成電磁脈沖場。

二、靜電對計算機信息系統的危害及特點

    2.1靜電對計算機信息系統的危害

        計算機信息系統包含有大量的微功耗、低電平、高集成度、高電磁靈敏度的電路和元器件。ESD過程是電位、電流隨機瞬間變化的電磁輻射，因此，計算機信息系統成為了最容易受到靜電危害的電子設備之一。靜電對計算機信息系統可能造成的危害主要表現在以下幾個方面：

1） 造成系統中集成電路或電子元器件的損壞。ESD最為敏感的元件是以金屬氧化物導體（MOS）為主的集成電路。PC中門陣CMOS芯片能承受靜電沖擊電壓為200V，DRAN、EPROM芯片為300V，TTL芯片為1000V，而ESD過程中產生的高壓可達上萬伏。實踐證明，計算機運行時，當靜電電壓≥40V，就可能造成某些元件如CMOS半導體、敏感晶體管的邏輯電路、雙極電路等的擊穿和損壞。由此可見，靜電會給昂貴的集成電路、電子元器件造成嚴重威脅和危害。

2） 使線間故障率增高。這是因為總線結構的計算機，并行線多，相互間阻抗極高，易積累靜電，尤其是排列籠子式的存儲器，工作時只有少數元件被導通，絕大多數單元與外界隔絕，絕緣電阻值高，靜電不易排放，故障率增高。

3） 沖擊計算機信息系統正常運轉。靜電放電會干擾計算機正常運轉，使操作中的電腦程序出現偶發性的隨機錯誤。如受靜電影響的計算機的一個主要癥狀是導致死機，這一問題在冬天干燥的氣候更為明顯。靜電還會引起計算機的讀寫錯誤，計算機讀寫數據是以電磁脈沖為信號的，而靜電的放電所產生的電磁信號會干擾系統的正常傳輸信號，導致計算機出錯產生誤動。這種危害有大有小，不可估量，打印機、磁帶機等外部設備高速運轉時會產生靜電，也可引起設備的動作出錯。

4） 影響了邏輯元件的存放。據有關資料說，微機使用三年，存放三年后，發現80%的機器發生故障。統計證明，故障大多出現在MOS芯片上，原因是灰塵的靜電作用。北方環境干燥更易導致微機系統表面電荷積累，過強的靜電可以通過I/O、裸露的金屬、空間感應或地線進入微機。

2.2靜電危害特點

1）隱蔽性。靜電的危害很容易被忽視，這是因為只有當產生的靜電超過3000V時引起的放電會被人感觸到，而有些對靜電特別敏感的微電子元器件，在靜電電壓達到幾百伏甚至幾十伏時就會被擊壞。計算機內的微電子元器件受到靜電危害時，可能會擦去計算機的邏輯程序或數據，甚至造成更嚴重的后果，而這些現象我們卻很難感覺到。

2）隨機性。靜電危害多表現為瞬態電磁干擾，引起的故障屬于偶然事件、隨機性的故障，很少重復發生，因此，很難探求靜電產生危害的具體危害過程或規律。

3）靜電造成器件的損壞具有潛在性。一般，因靜電危害造成電子元器件突發性完全失效的只占10%，而90%的器件不會完全失效，而是潛伏下來，發生潛在性失效，也就是靜電危害在器件中造成的損傷是一定的，器件內部會出現某種程度的輕微損傷，不足以引起器件立即完全失效，器件的功能仍滿足要求。若這種元器件繼續帶傷工作，隨著靜電危害次數的增加，積累效應愈加明顯，其損傷程度逐漸加劇，最終必將導致完全失效。

三、計算機信息系統防靜電原則及措施

       對計算機信息系統的靜電防護，應遵循靜電安全防護的共同原則：

       （1） 控制靜電起電量和電荷積累，防止危險靜電源的形成，亦即抑制ESD；

       （2） 使用靜電感度低的材料和物質，降低計算機信息系統工作場所的危險程度；

       （3） 采用綜合防護加固技術，阻止ESD能量耦合。

       根據靜電產生來源及計算機信息系統靜電危害的特點，遵照上述三條原則，我們參考了有關資料，提出了以下措施對計算機信息系統加以防護：

       （1）機房建立良好的接地系統，加快由于某種因素機房產生的靜電荷的泄漏釋放。當靜電帶電體觸及計算機時，靜電就能夠通過接地系統漏泄釋放入地，來避免靜電的累積和靜電高電位的產生，而不至于引起計算機信息系統運行故障。設備接地是最基本的防靜電措施。選擇接地材料的電阻愈低愈好，實踐證明：只要其電阻低于109Ω（10的9次方歐姆）即可以起到保護作用。

       （2）提高環境的相對濕度。產生靜電值的大小很大程度上取決于機房相對濕度的大小。一般認為防止靜電危害應把機房相對濕度控制在40%~60%之間，濕度不可超過60%。以免水汽凝結而造成機器設備的元件腐蝕，降低絕緣性能。但是也不能簡單地將濕度控制在50%左右。我們知道，機器、靜電、人體處于同于個工作環境中，人是機房中的主體，工作環境的好壞直接影響工作效率。一般來說，人在機房中工作感到舒適的濕度是20℃左右，相對濕度為60%~65%之間。但是實際中，由于季節和地區氣候條件的差異，溫度、濕度都是很難達到如此理想點的。這就要遵照有關機房的標準、因地因時地調控機房的濕溫度。

       （3）提高計算機信息系統表面的絕緣能力：人手經常接觸的地方，如操作按鈕、開關等元器件與機殼之間應留有一定的間隙；機箱表面應涂有絕緣漆或覆蓋一些絕緣物質，使得靜電荷不易積累和傳遞。

       （4）計算機信息系統所處的工作平臺可采用防靜電桌面、防靜電墊和導電地板來保護。工作人員可通過穿防靜電服、帶防靜電手套、防靜電環接地的方法來防止靜電。另外，地面做防靜電處理，如鋪設防靜電地板，防靜電地墊等，能十分有效地抑制由于人體的運動而產生的靜電積累和釋放危害。一般要求這類防靜電地面材料的表面電阻為106~109Ω（即10的6次方至9次方歐姆）。

       （5）在必須使用絕緣材料的場所，可使用離子風等靜電消除器，中和絕緣材料上積累的電荷，使危險靜電源不能形成。

       （6）加強計算機等信息設備生產中的靜電防護。計算機中關鍵部件如CPU、主板、內存、硬盤等都是較昂貴的部件，這些部件都是采用超大規模集成電路，平時這些部件不僅包裝材料要求是防靜電的包裝材料，而且在裝配前也必須放置在防靜電墊上，否則這些部件容易受靜電的攻擊和侵害，這些部件的故障比例一旦提高，勢必使生產成本明顯上升。此外由于靜電是一個非常隱性的故障產生源，如果防靜電效果差，將使具有潛在故障的產品帶給客戶或下一道工序，降低了產品的可靠性，提高了產品的售后服務成本，增加客戶的使用風險?？傊?，靜電危害輕則影響計算機廠家的合格成品率，重則會直接損害到用戶的安全利益，甚至是國家的安全利益。因此提高產品的可靠性，加強計算機生產和應用中的靜電防護有著重大的安全和經濟意義。

       （7）靜電對計算機信息系統的防護應作為一個有效的防靜電體系加以重視，因此，一方面按照防靜電的有關技術標準建立防靜電硬件系統，另外一方面，還需要一套行之有效并得到貫徹實施的管理制度和操作程序方法，這一點可參考有關防靜電國家標準進行制定。

四、小結

       靜電是造成計算機信息系統工作失?；蚬δ苁У囊粋€重要因素，隨著電子產品自動化和復雜度的提高，靜電對計算機信息系統的危害也逐漸受到人們的重視。對于計算機信息系統的開發、生產以及機房的操作、管理人員，必須對靜電所帶來的危害有深刻的認識。針對本文所提的計算機信息系統的靜電防護措施，需要把握的計算機信息系統靜電防護是一個系統問題，局部都有很好的靜電防護能力，并不能說明整體的靜電防護能力就高。

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