esd處理

1、ESD處理（一）家用電器相關(guān)ESD問題的討論與研究！在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必須遵循抗靜電釋放的設(shè)計(jì)規(guī)則，本文介紹靜電釋放（ESD）產(chǎn)生的原理，以及機(jī)箱、屏蔽層、接地、布線設(shè)計(jì)等諸多設(shè)計(jì)規(guī)則，它們有助于預(yù)防并解決靜電釋放產(chǎn)生的危害，值得中國電子設(shè)備設(shè)計(jì)工程師認(rèn)真研究和學(xué)習(xí)。許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師通常在產(chǎn)品進(jìn)入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)時(shí)才著手考慮抗靜電釋放（ESD）的問題。如果電子設(shè)備不能通過抗靜電釋放測試，他們就會(huì)加班加點(diǎn)找尋不破壞原有設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，因此，產(chǎn)品餓進(jìn)度勢必受到影響。即使對經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和設(shè)計(jì)師，也可能并不知道設(shè)計(jì)中的哪些部分有利于抗ESD。大多數(shù)電子設(shè)備在生命期內(nèi)99%的時(shí)間處于一個(gè)充滿ESD的環(huán)境之中，ESD可能來自人體、家具甚至設(shè)備自身內(nèi)部。電子設(shè)備完全遭受ESD損毀比較少見，然而ESD干擾卻很常見，它會(huì)導(dǎo)致設(shè)備鎖死、復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失和不可靠。其結(jié)果可能是：在寒冷干燥的冬季，電子設(shè)備經(jīng)

3、常出現(xiàn)故障現(xiàn)象，但維修時(shí)又顯示正常，這樣勢必影響用戶對電子設(shè)備及其制造商的信心。ESD產(chǎn)生的機(jī)理:要防止ESD，首先必須知道ESD是什么以及ESD進(jìn)入電子設(shè)備的過程。一個(gè)充電的導(dǎo)體接近另一個(gè)導(dǎo)體時(shí)，就有可能發(fā)生ESD。首先，在兩個(gè)導(dǎo)體之間會(huì)建立一個(gè)很強(qiáng)的電場，產(chǎn)生有電場引起的擊穿。當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體之間的電壓超過它們之間空氣和絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電弧。在0.7ns到10ns的時(shí)間里，電弧電流會(huì)達(dá)到幾十安培，有時(shí)甚至?xí)^100安培。電

4、弧將一直維持直到兩個(gè)導(dǎo)體接觸短路或者電流低到不能維持電弧為止。ESD的產(chǎn)生取決于物體的起始電壓、電阻、電感和寄生電容：1.可能產(chǎn)生電弧的實(shí)例有人體、帶電器件和機(jī)器。2.可能產(chǎn)生尖峰電弧的實(shí)例有手或金屬物體。3.可能產(chǎn)生同極性或者極性變化的多個(gè)電弧的實(shí)例有家具等。ESD可以五種藕合途徑進(jìn)入電子設(shè)備：初始的電場能容性藕合到表面積較大的網(wǎng)絡(luò)上，并在離ESD電弧100mm處產(chǎn)生高達(dá)4000Vm的高壓。1.電弧注入的電荷電流可以產(chǎn)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(jié)（常見）。d.短路正向偏置的PN結(jié)（少見）。e.熔化有源器件內(nèi)部的焊接絲或鋁線（少見）。2.電流會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體上產(chǎn)生電壓脈沖（V=LXdIdt），這些導(dǎo)體可能是電源、地或者信號(hào)線，這些電壓脈沖將進(jìn)入與這些網(wǎng)絡(luò)相連的每一個(gè)元器件（常見）。3.電弧產(chǎn)生一個(gè)頻率范圍在1MHZ到500MHZ的強(qiáng)磁場，并感性藕合

6、到臨近的每一個(gè)布線環(huán)路，在離ESD電弧100mm的地方產(chǎn)生高達(dá)15Am的電流。4.電弧輻射的電磁場會(huì)藕合到長的信號(hào)線上，實(shí)際上，這些信號(hào)線起到了接收天線的作用（少見）。ESD會(huì)通過各種各樣的藕合途徑找到設(shè)備的薄弱點(diǎn)。ESD頻率范圍寬，不僅僅是一些離散的頻點(diǎn)，它甚至可以進(jìn)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(jīng)，或者加強(qiáng)設(shè)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(jī)箱XXXXXXXX空氣間隙XXXXXXXX絕緣材料XXXXXX金屬機(jī)箱XXXXXXXXX7，真空金屬處理；8，無電電鍍；9，在塑料中加入導(dǎo)體填充材料；10，對結(jié)合點(diǎn)和邊緣的處理很關(guān)鍵。B2，選擇具有高傳導(dǎo)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(yīng)的電動(dòng)勢要求和電阻系數(shù)材料電動(dòng)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(yīng)小于0.75V。如果在一個(gè)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(yīng)該大于陰極（負(fù)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(shí)現(xiàn)電的連接。B6，用墊圈實(shí)現(xiàn)縫隙的橋接，消除開槽并且在縫隙之間