ESD防護(hù)設(shè)計與處理

2023-02-11一、ESD學(xué)問了解1、ESD是什么？

2、ESD是怎樣產(chǎn)生的？

3、ESD的特點？

4、ESD的危害；2023-02-111、ESD是什么？ESD的意思是“靜電釋放”的意思，它是英文：Electro-Staticdischarge的縮寫，即“靜電放電”的意思。靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦和感應(yīng)等。雷電也是靜電放電的一種形式；2023-02-112、ESD是怎樣產(chǎn)生的？

——〔1〕摩擦起電〔1〕摩擦、剝離起電；——哪里有運動，哪里就有靜電！2023-02-112、ESD是怎樣產(chǎn)生的？

——〔2〕感應(yīng)起電〔2〕感應(yīng)起電；1。RF局部元件〔L6層〕要靠近天線，同時用單獨的屏蔽筐與其他局部隔離以防干擾其它信號。2023-02-112、ESD是怎樣產(chǎn)生的？

——〔3〕電容轉(zhuǎn)變〔3〕電容的轉(zhuǎn)變；V=Q/C;C=εA/d2023-02-113、ESD的特點：

——〔1〕枯燥環(huán)境更易產(chǎn)生靜電人體活動時所產(chǎn)的典型靜電電壓（V)人體活動情形濕度10~20%濕度65~90%走過化織地毯35000V1500V走過塑料地板30000V1200V坐在椅子上工作6000V100V翻閱塑膠面書籍7000V600V在聚氨酯泡沫墊上活動18000V1500V2023-02-113、ESD的特點：

——〔2〕人體對靜電的感知在3kV時，你能通過皮膚感知；在5kV時，你能聽見；在10kV時，你能觀看；2023-02-113、ESD的特點：

——〔3〕靜電放電的特點高電位：數(shù)百至數(shù)千伏，甚至高達(dá)數(shù)萬至數(shù)十萬伏；〔人體對3kV以下的靜電不易感覺到〕低電量：靜電多為微安級；〔尖端瞬間放電除外〕放電時間短：一般為微妙級；一個ESD瞬態(tài)感應(yīng)電流在小于1ns的時間內(nèi)就能到達(dá)峰值(依據(jù)IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn))受環(huán)境影響大：特殊是濕度；濕度上升則靜電積存削減，靜電壓下降；2023-02-114、ESD的危害：2023-02-114、ESD的危害：

——〔1〕ESD失效仿真ESD失效：仿真人體帶8kV靜電放電，放電3次；放大3000倍；2023-02-114、ESD的危害：

——〔2〕硬損傷和軟損傷硬損傷：器件直接不能工作；軟損傷：ESD減弱了單板性能，但仍能測試通過；單板或器件的性能變差；直至失效；2023-02-114、ESD的危害：

——〔3〕半導(dǎo)體的耐靜電特性人體靜電可以摧毀任何一個常用半導(dǎo)體器件。2023-02-114、ESD的危害：

——ESD失效帶來的影響內(nèi)部損失：金錢、時間……外部損失：信譽、客戶滿足度……2023-02-11二.靜電把握：1、為什么要進(jìn)展ESD把握？2、把握什么？3、怎樣把握？4、硬件開發(fā)人員力所能及的有哪些？2023-02-111、為什么要進(jìn)展ESD把握？金錢；時間；信譽；客戶滿足度……2023-02-112、把握什么？靜電不能被消退，只能被把握；目標(biāo)：讓我們的產(chǎn)品不受ESD損傷！2023-02-113、怎樣把握？堵；從機構(gòu)上做好靜電的防護(hù)，用絕緣的材料把PCB板密封在外殼內(nèi)，不管有多少靜電都不能到釋放到PCB上。導(dǎo)；有了ESD，快速讓靜電導(dǎo)到PCB板的主GND上，可以消退確定力氣的靜電。2023-02-114、硬件開發(fā)人員力所能及的有哪些？

——〔1〕整機級的堵和導(dǎo)；1、外殼和裝飾件：金屬以及可導(dǎo)電的電鍍材料等，屬于簡潔吸引和聚攏靜電的材料；ESD要求很高的工程要盡可能避開使用這些材料；2、必需使用導(dǎo)體材料時：構(gòu)造上要事先預(yù)留有效而布局均勻的接地點；一般來說，頂針或者金屬彈片的接地效果優(yōu)于導(dǎo)電泡棉和導(dǎo)電布；3、無法做接地處理的例如電鍍側(cè)鍵等，需要重點在主板上做特殊處理；包括〔1〕增加壓敏電阻、TVS或者電容等器件；〔2〕預(yù)留GND管腳；〔3〕板邊露銅吸引靜電放電；4、外殼上的金屬件，距離器件和走線必需大于2.2mm以上距離；5、堆疊上避開器件暴露于孔、縫邊；假設(shè)無法避開的話，則要在組裝上想方法堵；常見的做法有粘貼高溫膠帶或者防靜電膠帶等阻隔；全部構(gòu)造設(shè)計需要留有增加隔離片的空間；6、硬件和構(gòu)造上實在無法處理的ESD問題，有時候還能求助于軟件或者商務(wù)的兄弟們；2023-02-114、硬件開發(fā)人員力所能及的有哪些？

——〔2〕主板級的堵和導(dǎo)；1、增大PCB板材面積，以增加GND面積，增加其中和靜電的力氣；本錢或者差異化的堆疊讓我們做小：！2、實在很小的主板，則必需要有至少一層完整的GND層；并且要能夠跟電池地腳保持良好的連接；我們常常由于本錢無法做到留出完整的地層；3、很小的主板，由于主板的中和電荷力氣有限，則要多考慮從整機上堵，少考慮導(dǎo)；4、器件選擇上，要選用高耐ESD的器件；靜電疼惜器件在選擇時需要考慮其容性，避開不適宜的容性導(dǎo)致其所疼惜信號線的信號本身的失效；5、器件擺放時，簡潔被ESD影響的器件，盡量罩在屏蔽罩中；6、屏蔽罩必需保證有效而分布均勻的接地！要較為直接的接到主地上，盲孔直接結(jié)合埋孔；要四周分布均勻地接地；7、對IO口和鍵盤等簡潔暴露的局部電路，必需增加靜電疼惜器件；2023-02-114、硬件開發(fā)人員力所能及的有哪些？

——〔2〕主板級的堵和導(dǎo)；8、器件擺放上，必需遵守就近釋放的原則，ESD疼惜器件應(yīng)靠近IO和側(cè)鍵等擺放；其次是跨在中間路上；避開靠近芯片擺放；這樣能夠削減ESD脈沖信號進(jìn)入四周線路的瞬態(tài)耦合；雖然沒有直接的連接，但是這種二次輻射效應(yīng)也會讓其他局部工作紊亂；9、Layout走線必需遵守有效疼惜的原則；走線應(yīng)當(dāng)從接口處先走到TVS處，然后才能走到CPU等芯片處；遠(yuǎn)遠(yuǎn)地“掛”在信號線上的靜電疼惜器件，會由于引線寄生電感過大而導(dǎo)致疼惜失效，讓疼惜形同虛設(shè)；10、TVS管的接地腳與主地之間的連接必需盡可能的短，減小接地平面的寄生電感；11、TVS器件應(yīng)當(dāng)盡可能靠近連接器以削減進(jìn)入四周線路的瞬態(tài)耦合。雖然沒有到達(dá)連接器的直接通路，但這種二次輻射效應(yīng)也會導(dǎo)致電路板其它局部的工作紊亂。2023-02-114、硬件開發(fā)人員力所能及的有哪些？

——〔2〕主板級的堵和導(dǎo)；12、避開在板邊走重要的信號線；例如時鐘、復(fù)位信號；13、主板上未使用的地方盡可能的鋪成地；并且連接到主地上；多鋪地減小了信號與地之間的間距，相當(dāng)于減小信號的回路面積；〔該面積越大，所包含的場流量越大，其感應(yīng)電流也越大〕14、需要留意ESD對地層的直接放電有可能損壞敏感電路。在使用TVS二極管的同時還要使用一個或多個高頻旁路電容器，這些電容器放置在易損元件的電源和地之間。旁路電容削減了電荷注入，保持了電源與接地端口的電壓差。15、電源走在主板中間比在板邊好；地布局在板中間比板邊好；2023-02-11三.ESD糾錯方法和補救措施：由于ESD把握的簡潔性，即使閱歷特殊豐富的工程師也很難做到萬無一失；對于進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)才覺察ESD問題的產(chǎn)品，能夠準(zhǔn)確準(zhǔn)時的補救，是特殊重要的！2023-02-111、糾錯的原則及步驟：找出放電路徑機器ESD通不過是一個很頭疼的問題，可以通過一些步驟找出是哪里導(dǎo)致ESD不過的；1、認(rèn)真觀看試驗現(xiàn)象；留意電弧的放電強度以及放電方向，讓靜電槍從不同的方向靠近同一個放電點，看看其電弧現(xiàn)象有何不同，分析靜電是如何進(jìn)入機身的，假設(shè)其可能的放電路徑；2、漸漸增加或者削減放電電壓，以便記錄下該失效點是在哪個電壓區(qū)間失效的；要有條不紊的試驗，并且記錄數(shù)據(jù)；例如在空氣放電測試時，假設(shè)8kV不能通過，向下打6kV、4kV；假設(shè)8kV能夠通過，向上打10kV、12kV、15kV；3、一臺樣機的現(xiàn)象總是帶有隨機性，需要對幾臺樣機進(jìn)展同樣的測試，找出失效的共性現(xiàn)象，以便準(zhǔn)確推斷失效緣由；4、依據(jù)試驗現(xiàn)象進(jìn)展分析，推斷失效緣由。由于ESD的失效緣由是多種多樣的，所以由一個現(xiàn)象可能分析出幾種不同的緣由，其中的某一個或某幾個引起手機ESD失效。這需要工程師進(jìn)展更深一步的分析，針對每一種可能進(jìn)展具體試驗，最終找出失效的真正緣由。我們常常希望能一針見血的解決問題，但是常常遇到需要多劑藥物同時下才能解決問題，所以我們在解決ESD問題時要不怕麻煩和枯燥；2023-02-112、補救措施：堵、導(dǎo)、換器件假設(shè)不是萬不得已，盡量找到較好的補救措施，使產(chǎn)品不至于從新設(shè)計。分析失效緣由之后，必需認(rèn)真查找最恰當(dāng)?shù)难a救措施。必需做大量的試驗來查找解決方案，這是一個反復(fù)而枯燥的過程，針對不同的緣由承受不同的方法，如：1、堵：〔1〕去掉某些金屬件的接地彈片、頂針或者泡棉；〔2〕添加絕緣膠帶或者防靜電膠帶；〔3〕更改外表處理工藝，將導(dǎo)電的外表處理更改為不導(dǎo)電的外表處理；2、導(dǎo)：〔1〕試驗刮開PCB增加露銅吸取靜電，驗證有效則更改量產(chǎn)數(shù)據(jù)；〔2〕加導(dǎo)電布或者導(dǎo)電泡棉釋放靜電；〔3〕增加壓敏電阻、增加pF級小電容、將壓敏電阻更改為TVS管等