靜電原理及整改建議

一：靜電放電

具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。（見GB/T 4365-2003）

二：ESD抗擾度測試實(shí)質(zhì)

從ESD測試配置可以看出，在進(jìn)行ESD測試時(shí)，需要將靜電槍的接地線接至參考接地板（參考接地板接安全地），EUT放置于參考接地板之上（通過臺(tái)面或0.1m高的支架），靜電放電槍頭指向EUT中各種可能會(huì)被手觸摸到的部位或水平耦合板和垂直耦合板，就決定了ESD測試時(shí)一種以共模為主的抗擾度測試，因?yàn)镋SD最終總要流向參考接地板。

ESD干擾原理也可以從兩方面來講。首先，當(dāng)靜電放電現(xiàn)象發(fā)生在EUT中被測部位時(shí)，伴隨著ESD放電電流也將產(chǎn)生，分析這些ESD放電電流波形的上升沿時(shí)間會(huì)在1ns以下，這意味著ESD是一種高頻現(xiàn)象。ESD 電流路徑與大小不但由EUT內(nèi)部實(shí)際連接關(guān)系（這部分連接主要在電路原理圖中體現(xiàn)）決定，而且還會(huì)受這種分布參數(shù)的影響。

事實(shí)上，在施加靜電的過程中，會(huì)產(chǎn)生多種電容，比如放電點(diǎn)與內(nèi)部電路之間的寄生電容、電纜與參考接地板之間的電容、和EUT殼體與參考接地板之間的電容等等。這些電容的大小都會(huì)影響各條路徑上的ESD電流大小。設(shè)想一下，如果有一條ESD電流路徑包含了產(chǎn)品內(nèi)部工作電路，那么該產(chǎn)品在進(jìn)行ESD測試時(shí)受ESD的影響就會(huì)很大；反之則更容易通過ESD測試。可見，如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠避免ESD共模電流流過產(chǎn)品內(nèi)部電路，那么這個(gè)產(chǎn)品的抗ESD干擾的設(shè)計(jì)是成功的，ESD抗擾度測試實(shí)質(zhì)上包含了一個(gè)瞬態(tài)共模電流（ESD電流）流過產(chǎn)品。

三：靜電放電可能產(chǎn)生的損壞和故障

①穿透元器件內(nèi)部薄的絕緣層，損毀MOSFET和CMOS的元器件柵極；

②CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死；

③短路反偏的PN結(jié)；

④短路正向偏置的PN結(jié)；

⑤熔化有源器件內(nèi)部的焊接線或鋁線。

四：防護(hù)建議

（1）PCB周圍的做一圈環(huán)地作為電源地（如下圖所示），其它走線在內(nèi)側(cè)。

（2）數(shù)字地和電源地進(jìn)行隔離處理（加10nF電容）。

（3）地盡量完整，如果條件允許的話，主芯片的地盡量不要分割，接地導(dǎo)體的電連續(xù)性設(shè)計(jì)對提高系統(tǒng)的抗ESD能力極為重要。

（4）對于PCB上的金屬體，一定要直接或間接地接到地平面上，不要懸空。另外，對于較敏感的電路或芯片，在布局時(shí)盡量遠(yuǎn)離ESD放電點(diǎn)。

（5） 針對比較敏感的電路或芯片，在信號線上加瞬態(tài)抑制保護(hù)器件進(jìn)行保護(hù)，可以先預(yù)留保護(hù)器件的位置。

①：USB口（兩根信號線和一根電源線一根地線）

防護(hù)方案：

封裝SOT-143，電壓5V。

②：DC 5V電源口

正對地加雙向保護(hù)器件（電壓6V，封裝SOD-214AA，功率720W）

③：復(fù)位芯片：復(fù)位信號對地加超低容值ESD（電壓5V，容值小于1pF，封裝0402），上拉3.3V對地加低容值ESD（電壓5V，容值10pF，封裝0402）。

④：Flash芯片：1、2、3、5、6、7腳對地加超低容值ESD（電壓5V，容值小于1pF，封裝0402），8腳（電源腳）對地加低容值ESD（電壓5V，容值10pF，封裝0402）

⑤：觸摸IC：9、10、17、18腳對地加超低容值ESD（電壓5V，容值小于1pF，封裝0402）

⑥：旋鈕：信號口對地加低容值ESD（電壓5V，容值10pF，封裝0402）

⑦：顯示部分：信號口對地留ESD位置（電壓5V，容值10pF，封裝0402）

⑧：溫度采集IC：信號口對地加超低容值ESD（電壓5V，容值小于1pF，封裝0402）