【正文】 隨距離立方衰減。由于在很短時間內(nèi)發(fā)生較大的電流變化（上例中150ns內(nèi)電流變化20A），所以在信號環(huán)路中產(chǎn)生的干擾電動勢很可能超過邏輯電路的閥值電平，引起誤觸發(fā)。靜電放電電流流過集成片的輸入端，造成干擾。兩種破壞可能在一個設(shè)備中同時發(fā)生，例如，絕緣擊穿可能激發(fā)大的電流，這又進一步導(dǎo)致熱失效。表1列出了常見器件的易損參考值。本例中放電電流的峰值為：IP≈U／R=20（A）；放電時間很短，可近似為：Td≈RC＝150（ns），這對于MOS電路來說，則將受到致命打擊。在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中，操作者是最活躍的靜電源，當(dāng)人體穿著絕緣材料的織物，并且其鞋也是對地絕緣的時候，人在地面上運動時，就可能積累一定數(shù)量的電荷，當(dāng)人體接觸與地相連的元件、裝置的時候就會產(chǎn)生靜電放電。這就是靜電放電。兩個帶上電荷的物體也就成了靜電源。本文就ESD的形成機理、對電子產(chǎn)品的危害及ESD敏感度測試、電路設(shè)計對策等問題與大家共同探討。一個操作員在正常的設(shè)備操作中也可能因衣服或皮膚帶有危害的電荷而使機器運行紊亂，甚至損壞硬件設(shè)備。電子產(chǎn)品靜電放電的危害、測試及其對策中國賽寶總部實驗室電磁兼容研究與測試中心：朱文立摘要：隨著電子產(chǎn)品自動化、智能化程度越來越高，靜電放電對其危害也越來越嚴重，本文根據(jù)筆者實際工作經(jīng)驗及相關(guān)資料就靜電放電形成機理、對電子產(chǎn)品的危害及靜電放電敏感度測試、電路設(shè)計對策等提出一些觀點和看法，供大家在實際使用中參考?，F(xiàn)代半導(dǎo)體器件的規(guī)模越來越大，工作電壓越來越低，導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。一、 靜電放電形成的機理及其對電子產(chǎn)品的危害靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r，正負極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成：當(dāng)兩個物體接觸時，其中一個趨于從另一個吸引電子，因而二者會形成不同的充電電位。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。國家標準是這樣定義的：“靜電放電：具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移（GB/T43651995）”，一般用ESD表示。現(xiàn)以人體為例，計算人體的帶電情況。大多數(shù)半導(dǎo)體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規(guī)模集成電路器件更為脆弱。靜電對器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。除容易造成電路損害外，靜電放電也極易對電子電路造成干擾。ESD干擾的另一種方式是輻射干擾。輻射干擾的大小還取決于電路與靜電放電點的距離。當(dāng)距離較近時，無論是電場還是磁場都是很強的。在低阻電路中，信號主要電流形式，因而電感耦合占主導(dǎo)地位，ESD感應(yīng)電流將導(dǎo)致大多數(shù)電路出現(xiàn)的問題。因而，對于典型的模擬或數(shù)字電子設(shè)備，ESD會感應(yīng)出高電平的噪聲。二、 電子產(chǎn)品的靜電放電測試及相關(guān)要求從第一節(jié)的敘述中我們了解ESD對電子產(chǎn)品的危害，隨著電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度和自動化程度越來越高，電子產(chǎn)品的ESD敏感度也越高，電子產(chǎn)品抵御ESD干擾的能力已經(jīng)成為電子產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個重要因素。對不同使用環(huán)境、不同用途、不同ESD敏感度的電子產(chǎn)品標準對ESD抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關(guān)于ESD抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/ （idt IEC 6100042:1995）：《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎(chǔ)標準，并按其中的試驗方法進行試驗。電子和電氣設(shè)備遭受直接來自操作者的ESD和對臨近物體的ESD的抗擾度要求和試驗方法。它模擬：（1）操作人員或物體在接觸設(shè)備時的放電。圖2是標準放電電流波形，圖中Im表示電流峰值，上升時間tr=（～1）ns。該標準規(guī)定的試驗方法有兩種：接觸放電法和空氣放電法。：試驗電平以最切合實際的安裝環(huán)境和條件來選擇，表2提供了一個指導(dǎo)原則。等級的選擇取決于環(huán)境等因素，對具體的產(chǎn)品，往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標準中加以規(guī)定。另外在距 EUT 。當(dāng)EUT較大時，可增加一塊水平耦合板，但不能搭接起來，短邊相鄰，通過電阻和銅片連到公共地上。直接放電時，接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙放電。間接放電：選用接觸放電，試驗次數(shù)、試驗間隔及試驗極性同直接放電。（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設(shè)備的誤動作。符合B的產(chǎn)品，試驗結(jié)果應(yīng)視其產(chǎn)品標準、產(chǎn)品使用說明書或者試驗大綱的規(guī)定，當(dāng)認為某些影響不重要時，可以判為合格。符合B類應(yīng)記錄其喪失功能的時間。一個良好的電子設(shè)備應(yīng)該在電路設(shè)計的最初階段就考慮瞬態(tài)保護要求。保護電路可以包括多個電流分流單元。一個完整的封閉金屬殼能在輻射噪聲中屏蔽電路，但由于從電路到屏蔽殼體的ESD副級電弧可能產(chǎn)生傳導(dǎo)耦合，因而一些外殼設(shè)計使用絕緣體，在絕緣殼中，放置一個金屬的屏蔽體。對外殼上的孔、洞、排氣口等，用幾個小孔代替一個大孔，從EMI抑制的角度來說更好。這里還要注意的是，靜電放電電流的頻率很高，普通連接方式絕不意味著在這樣高的頻率下具有較低的阻抗。內(nèi)層屏蔽要與外殼連接起來。：一旦發(fā)生了靜電放電，應(yīng)該讓其盡快旁路人地，不要直接侵入內(nèi)部電路。這時，機箱與電路之間存在著很大的電位差，這會在機箱與電路之間引起二次電弧。通過增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發(fā)生。防止電流流過電路。接地對I/O接口、保護電路等均很重要，這些內(nèi)容在相關(guān)部分將詳細描述。為減少輻射EMI耦合到電纜，線長和回路面積要減小，應(yīng)抑制共模耦合并且使用金屬屏蔽。由于靜電放電電流的上升時間很短，因此扼流圈的寄生電容必須最小化。當(dāng)一個機箱上發(fā)生10000V的靜電放電時，另一個機箱上信號線與地之間的電壓隨著電纜屏蔽層的搭接方式不同而變化。因此，采用安全地線，其高頻接地效果會受到一定的影響。對于絕緣鍵盤，在鍵與電路之間要安裝一個放電防護器（如金屬支架），為放電電流提供一條放電路徑。采用絕緣軸和大旋鈕可以防止向控制鍵或電位器放電。：一般來說，與外部設(shè)備連接的接口電路都需要加保護電路，其中也包括電源線，這一點往往被硬件設(shè)計所忽視。如果輸入阻抗低，使用一