esd處理

1、ESD處理（一）家用電器相關ESD問題的討論與研究！在電子產品設計中必須遵循抗靜電釋放的設計規(guī)則，本文介紹靜電釋放（ESD）產生的原理，以及機箱、屏蔽層、接地、布線設計等諸多設計規(guī)則，它們有助于預防并解決靜電釋放產生的危害，值得中國電子設備設計工程師認真研究和學習。許多產品設計工程師通常在產品進入到生產環(huán)節(jié)時才著手考慮抗靜電釋放（ESD）的問題。如果電子設備不能通過抗靜電釋放測試，他們就會加班加點找尋不破壞原有設計的解決方案。然而，最終

2、的方案通常都要采用昂貴的元器件，還要在制造過程中采用手工裝配，甚至需要重新設計，因此，產品餓進度勢必受到影響。即使對經驗豐富的工程師和設計師，也可能并不知道設計中的哪些部分有利于抗ESD。大多數(shù)電子設備在生命期內99%的時間處于一個充滿ESD的環(huán)境之中，ESD可能來自人體、家具甚至設備自身內部。電子設備完全遭受ESD損毀比較少見，然而ESD干擾卻很常見，它會導致設備鎖死、復位、數(shù)據(jù)丟失和不可靠。其結果可能是：在寒冷干燥的冬季，電子設備經

3、常出現(xiàn)故障現(xiàn)象，但維修時又顯示正常，這樣勢必影響用戶對電子設備及其制造商的信心。ESD產生的機理:要防止ESD，首先必須知道ESD是什么以及ESD進入電子設備的過程。一個充電的導體接近另一個導體時，就有可能發(fā)生ESD。首先，在兩個導體之間會建立一個很強的電場，產生有電場引起的擊穿。當兩個導體之間的電壓超過它們之間空氣和絕緣介質的擊穿電壓時，就會產生電弧。在0.7ns到10ns的時間里，電弧電流會達到幾十安培，有時甚至會超過100安培。電

4、弧將一直維持直到兩個導體接觸短路或者電流低到不能維持電弧為止。ESD的產生取決于物體的起始電壓、電阻、電感和寄生電容：1.可能產生電弧的實例有人體、帶電器件和機器。2.可能產生尖峰電弧的實例有手或金屬物體。3.可能產生同極性或者極性變化的多個電弧的實例有家具等。ESD可以五種藕合途徑進入電子設備：初始的電場能容性藕合到表面積較大的網絡上，并在離ESD電弧100mm處產生高達4000Vm的高壓。1.電弧注入的電荷電流可以產生以下的損壞和故

5、障:a.穿透元器件較薄的絕緣層，損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極（常見）。b.CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死（常見）。c.短路反偏的PN結（常見）。d.短路正向偏置的PN結（少見）。e.熔化有源器件內部的焊接絲或鋁線（少見）。2.電流會導致導體上產生電壓脈沖（V=LXdIdt），這些導體可能是電源、地或者信號線，這些電壓脈沖將進入與這些網絡相連的每一個元器件（常見）。3.電弧產生一個頻率范圍在1MHZ到500MHZ的強磁場，并感性藕合

6、到臨近的每一個布線環(huán)路，在離ESD電弧100mm的地方產生高達15Am的電流。4.電弧輻射的電磁場會藕合到長的信號線上，實際上，這些信號線起到了接收天線的作用（少見）。ESD會通過各種各樣的藕合途徑找到設備的薄弱點。ESD頻率范圍寬，不僅僅是一些離散的頻點，它甚至可以進入窄帶電路中。為了防止ESD的干擾和損毀，必須隔離這些路經，或者加強設備的抗ESD能力。下表描述了對可能出現(xiàn)的ESD的防范措施以及發(fā)揮作用的場合。ESD處理（二）ESD藕

7、合路徑ESD對象防范措施容性藕合電荷釋放共模阻抗藕合感性藕合輻射藕合輸入輸出電源地塑料機箱XXXXXXXX空氣間隙XXXXXXXX絕緣材料XXXXXX金屬機箱XXXXXXXXX7，真空金屬處理；8，無電電鍍；9，在塑料中加入導體填充材料；10，對結合點和邊緣的處理很關鍵。B2，選擇具有高傳導體率（低電阻系數(shù)）的材料。B3，選擇屏蔽材料、緊固件材料和墊子材料來盡可能地減輕腐蝕。表二：不同的材料及相應的電動勢要求和電阻系數(shù)材料電動勢(EMF

8、電位:V)電阻系數(shù)(陽極腐蝕)鎂2.37V42鎂合金50175鋁1.6627鋅0.76V60電鍍鋼100197鋁合金2786鉻0.74V132鎘0.40V73低碳鋼0.44V100197鐵0.44V101錫鉛焊料145195不銹鋼560780鉛0.13V206錫0.14V162鎳0.25V69黃銅61110鈹銅合金29115銅0.34V17.2銅錫合金91212蒙乃爾銅鎳合金510614銀焊料22172不銹鋼（無源）560780鈦合金4

9、821700銀0.80V16鈦1.63540金1.50V22（陰極無源）1，相互接觸的部件彼此之間的電勢（EMF）應小于0.75V。如果在一個鹽性潮濕環(huán)境中，那么，彼此之間的電勢必須小于0.75V。2，陽極（正極）部件的尺寸應該大于陰極（負極）部件。B4，用縫隙寬度5倍以上的屏蔽材料疊合在接縫處。B5，在屏蔽層與箱體之間每隔20mm(0.8英寸)的距離通過焊接、緊固件等方式實現(xiàn)電的連接。B6，用墊圈實現(xiàn)縫隙的橋接，消除開槽并且在縫隙之間