一:靜電放電
具有不同靜電電位的物(wù)體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉移。(見GB/T 4365-2003)
二:ESD抗擾度測試實質
從(cóng)ESD測試配置可(kě)以看出,在進行ESD測試時,需要將靜電槍的接(jiē)地線接至參考接地板(參考接地板(bǎn)接安全地),EUT放置於參(cān)考接地板之上(shàng)(通過台麵或0.1m高的支架),靜電放(fàng)電槍頭指向EUT中各(gè)種可能會被手觸摸到的部位或水平耦(ǒu)合板和(hé)垂直耦合板,就(jiù)決定了(le)ESD測試時一種以共模為主的抗擾度測試(shì),因為ESD最(zuì)終總要流向參考接地板。
ESD幹擾原理也可以從兩(liǎng)方麵來講。首先,當靜電放電現(xiàn)象發生在EUT中被測部位時,伴(bàn)隨著ESD放(fàng)電電流也將產生,分析這些ESD放電電(diàn)流波形的上升沿時間會在(zài)1ns以下,這意味著ESD是一種高頻現象。ESD 電流路徑與大小不但由EUT內部(bù)實際連接關係(這部分連接主要在電路原理圖中體現)決定,而且還會受這種(zhǒng)分布參數的影(yǐng)響。
事實上,在(zài)施加靜電的過程中,會(huì)產生多種電容,比如放電點與內部(bù)電(diàn)路之間的寄生電容、電(diàn)纜與參考接地板之(zhī)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(róng)的大小都會影響各條路徑上的(de)ESD電流大小。設想一下,如果有(yǒu)一條(tiáo)ESD電流路(lù)徑包(bāo)含了產品內部工作(zuò)電路,那麽該產品在進行ESD測試時受ESD的影響就會很大(dà);反之(zhī)則更容易(yì)通過ESD測試。可見,如果產(chǎn)品的設計能夠(gòu)避免ESD共模(mó)電流(liú)流過產品內部電路,那麽這個產品的抗ESD幹擾的(de)設計是(shì)成功的,ESD抗擾度測試實質上包含了一個瞬態共模電流(ESD電(diàn)流)流過產品。
三(sān):靜電放電可能產生的損壞和故障
①穿透元器件內部薄的絕緣層,損毀MOSFET和CMOS的元器件柵極;
②CMOS器件中的觸發器鎖死;
③短路反(fǎn)偏(piān)的PN結;
④短路正向偏置的PN結;
⑤熔化有源(yuán)器件內部的焊接線(xiàn)或鋁線。
四:防護建議
(1)PCB周圍(wéi)的做一(yī)圈環地作為電源地(如下圖所示),其它走線在內側。
(2)數字(zì)地和(hé)電源地進行隔(gé)離處理(加10nF電容(róng))。
(3)地盡(jìn)量(liàng)完(wán)整,如果條件(jiàn)允許的話,主芯片的地盡量不要分割,接地導體的電連續性設計對提高係(xì)統的抗ESD能力極為重要(yào)。
(4)對於PCB上的金屬體(tǐ),一定要直接或間接地接到地平麵上,不要懸空。另外,對於較敏感的電路或芯片,在(zài)布局時盡(jìn)量遠離(lí)ESD放電點。
(5) 針對(duì)比(bǐ)較敏感的電路或芯片,在(zài)信號線上加瞬態抑製保護器件進行保護,可以先預留保護器件的位置。
①:USB口(兩根信號線和一根電(diàn)源線一根地線)
防護(hù)方案:
封裝SOT-143,電壓5V。
②:DC 5V電源口
正對地加雙向保護器(qì)件(jiàn)(電壓6V,封裝SOD-214AA,功率720W)
③:複位芯片:複位信號對地加超低容(róng)值ESD(電壓5V,容(róng)值小於1pF,封裝0402),上拉(lā)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,容值小於1pF,封裝0402),8腳(電源腳)對地加(jiā)低容值ESD(電(diàn)壓5V,容(róng)值10pF,封裝0402)
⑤:觸摸IC:9、10、17、18腳對地加超(chāo)低(dī)容值ESD(電壓5V,容值小於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(jí)IC:信號口對地加超低容值ESD(電壓5V,容值小於(yú)1pF,封裝0402)
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