静电是人们非常熟悉的自然现象。静电的许多功能已经应用于军用或民用产品，如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而，ESD(静电放电)已经成为电子产品和设备的一种危害，导致电子产品和设备的功能紊乱甚至元件损坏。现代半导体器件的规模越来越大，工作电压越来越低，导致半导体器件对外界电磁干扰的灵敏度大大提高。ESD对电路造成的干扰以及对元器件、CMOS电路和接口电路造成的损坏越来越受到人们的重视。
电子设备的ESD也开始作为电磁兼容测试的重要内容写入国家标准和国际标准。
1.静电的成因和危害
两种介电系数不同的物质摩擦时形成静电，正负极性的电荷分别积聚在两个特殊的物体上。当两个物体接触时，一个物体倾向于吸引另一个物体的电子，因此它们会形成不同的充电电势。就人体而言，衣服与皮肤摩擦产生的静电是人体带电的主要原因之一。当静态电源与其他物体接触时，根据电荷中和的机理有电荷流动，传递足够的电来抵消电压。在高速输电过程中，会产生潜在的破坏性电压、电流和电磁场，严重时会破坏其中的物体，这就是静电放电。
在国家标准(GB/T4365-1995)中定义静电放电是具有不同静电势的特殊物体靠近或直接接触引起的电荷转移，一般用ESD表示。ESD会导致电子设备的严重损坏或异常运行。静电对设备的损害有两种：显性和隐性。隐藏的损坏在当时是看不出来的，但在过压、高温等条件下，器件变得更加脆弱，容易损坏。ESD的两个主要失效机理是：ESD电流产生的热量导致设备热失效；ESD感应的过高电压会导致绝缘击穿。一台设备可能同时发生两种损坏。例如，绝缘击穿可能会激发大电流，进而导致热故障。静电放电除了容易造成电路损坏，还容易干扰电子电路。静电放电干扰电子电路有两种方式。一种是传导干扰，另一种是辐射干扰。
2.数字产品的结构及其ESD问题。
现在各种数码产品的功能越来越强大，而电路板越来越小，集成度越来越高。都或多或少配备了一些人机交互的接口，所以存在人体静电放电的ESD问题。一般数码产品中需要ESD保护的部分包括：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天线接口、VGA接口、DVI接口、按键电路、SIM卡、耳机等数据传输接口。ESD可能导致产品无法正常工作、崩溃，甚至损坏，并引发其他安全问题。所以产品上市前，国内或国外的检测部门都要求进行ESD等浪涌冲击测试。其中接触放电需要达到8 kV，空气放电需要达到15kV，这对ESD的设计提出了更高的要求。
3.数码产品中ESD问题的解决与防护
3.1如果产品的结构设计将释放的静电视为洪水，那么主要的解决方法类似于治水，即“堵”和“疏”。如果我们设计的产品有一个密闭的理想外壳，静电就不会进入，当然也就不会有静电问题。但是实际的外壳往往在盖子上有缝隙，很多还有金属装饰件，一定要注意。
第一，用“堵”的方法。的能量密度
其次，用“减薄”的方法，可以在外壳内侧喷涂EMI漆。EMI涂料具有导电性，可视为金属屏蔽层，使静电传导至外壳；然后将外壳与PCB(印刷电路板)的接地连接，将静电导离地面。这种处理方法既能防止静电，又能有效抑制EMI干扰。
如果有足够的空间，还可以用金属屏蔽来保护电路，然后将金属屏蔽连接到PCB的GND上。总之，设计一个ESD外壳，需要注意的地方有很多。第一，尽量防止ESD进入外壳，尽量减少其进入外壳的能量。进入外壳内部的ESD尽可能远离GND传导，不允许伤害电路的其他部分。使用外壳上的金属饰品时要小心，因为很可能会带来意想不到的效果，需要特别注意。
3.2产品的PCB设计目前产品的印刷电路板都是高密度板，通常是4层板。随着密度的增加，趋势是使用六层板，其设计总是需要考虑性能和面积的平衡。一方面，空间越大，放置元器件的空间越大。同时，线宽和线间距越宽，有利于EMI、音频、ESD等方面的表现。另一方面，数字化产品设计的紧凑性是一种趋势和需要。
所以我们在设计的时候需要找到一个平衡点。就ESD而言，设计上有很多需要注意的地方，尤其是GND布线和线间距的设计，非常有讲究。部分产品ESD存在很大问题，还没找到原因。通过反复研究和实验，发现是PCB设计的问题。为此，本文总结了PCB设计中应注意的要点：
(1)1)PCB板边缘(包括过孔边界)与其他布线的距离应大于0.3mm；
(2)最好用GND走线把2)PCB的所有边缘都围起来；
(3)保持3)GND与其他电线之间的距离在0.2mm ~ 0.3mm；
(4)保持4)Vbat与其他配线的距离在0.2mm ~ 0.3mm；
(5)复位、时钟等重要导线与其他导线的距离应大于0.3mm
(6)大功率电线与其他电线之间的距离保持在0.2毫米~ 0.3毫米；
(7)不同层的gnd之间要用尽可能多的过孔连接；
(8)最后铺地板时尽量避免尖角，如有尖角尽量抹平。
3.3产品的电路设计在外壳和PCB的设计中，注意到ESD问题后，ESD必然会进入产品内部电路，尤其是以下端口：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天线接口、VGA接口、DVI接口、按键电路、SIM卡、耳机等数据传输接口，这些都有可能将人体静电引入内部电路。因此，有必要在这些端口中使用ESD保护器件。
过去主要的静电保护器件是压敏电阻器和TVS器件，但这些器件的共同缺点是响应速度太慢，放电电压不准确，极间电容大，使用寿命短，重复使用电气性能差。因此，专业的“静电抑制器”在业内被广泛使用，以取代以前的静电保护装置。"
静电抑制器是解决静电问题的专业产品，其内部结构和工作原理比其他产品更加科学和专业。它由高分子聚合物材料制成，内部菱形分子以规则离散的方式排列。当静电电压超过器件的触发电压时，内部分子迅速产生针尖对针尖的放电，静电瞬间放电到地面。其最大的特点是反应速度快(0.5ns~1ns ~ 1 ns)，极低的极间电容(0.05pf~3pf ~ 3 pf)，极小的漏电流(1A)，非常适合各种接口的保护。因为静电抑制器有很多优点，比如体积小(0603、0402)、无极性、反应速度快等。静电抑制器在当前设计中用作保护装置的比例正在增加。
使用时请注意以下几点：
1、将设备尽可能靠近要保护的端口放置；
2、与GND的连接应尽可能短；
在不同的电子设备中，有不同的方法来避免对电路的损害。由于数字产品的体积小、密度高，在ESD防护方面具有独特的特点。通过大量的静电测试实验，证明了一个原本2 kV放电就没电的产品，在8 kV静电放电下仍能稳定工作，具有良好的静电防护效果。随着电子设备的使用越来越多，ESD设计是每个结构设计工程师和电子设计工程师关注的重点。通过不断的总结和学习，ESD问题将不再是一个难题！