電子產(chǎn)品的靜電放電測試及其對策-資料下載頁
2025-03-26 02:53本頁面
【正文】 變化而呈非線性變化。當施加在其兩端的電壓小于閥值電壓時，器件呈現(xiàn)無窮大的電阻；當施加在其兩端的電壓大于閥值電壓時，器件呈現(xiàn)很小電阻值。此物理現(xiàn)象類似穩(wěn)壓管的齊納擊穿現(xiàn)象，不同的是壓敏電阻無電壓極性要求。使用壓敏電阻保護電路的特點是簡單、經(jīng)濟、瞬態(tài)抑制效果好、對電路帶來的負面影響甚微，且可以獲得較大的保護功率。(3) 穩(wěn)壓管保護電路。背對背串接的穩(wěn)壓管對瞬態(tài)抑制電路的工作原理是顯而易見的。當瞬態(tài)電壓超過V1的穩(wěn)壓值時，V1反向擊穿，V2正向?qū)?；當瞬態(tài)電壓是負極性時，V2反向擊穿，V1正向?qū)?。將這2只穩(wěn)壓管制作在同一硅片上就制成了穩(wěn)壓管對，使用更加方便。(4) TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）二極管。這是最近發(fā)展起來的一種固態(tài)二極管，適用用于ESD保護。一般選擇工作電壓大于或等于電路正常工作電壓的器件。TVS二極管是和被保護電路并聯(lián)的，當瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。由于TVS二極管的結(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點，具有理想的保護作用。但同時必須注意，結(jié)面積大造成結(jié)電容增大，因而不適合高頻信號電路的保護。改進后的TVS二極管還具有適應(yīng)低壓電路(＜5V )的特點，且封裝集成度高，適用于在印制電路板面積緊張的情況下使用。這些特點決定了它有廣泛的適用范圍，尤其在高檔便攜設(shè)備的接口電路中有很好的使用價值。：PCB設(shè)計在提高系統(tǒng)的ESD抗騷擾特性起著重要的作用，PCB上的走線是ESD產(chǎn)生EMI的發(fā)射天線。為了把這些天線的耦合降低，線長要求盡可能的短，包圍的面積盡可能的小。同時，當元件沒有均勻的遍布一塊大板的整個區(qū)域時，共模耦合得到了增強。使用多層板或柵格減小耦合，也能抑制共模輻射噪聲。PCB的布置應(yīng)避免將敏感的MOS器件直接連到容易發(fā)生靜電放電的連接器引出端。如果不得不將敏感引線連接到連接器的引出端，那么應(yīng)在上述引線上增加串聯(lián)電阻、分流或電壓箝位措施，或者采用對靜電放電敏感度較低的邏輯電路進行隔離使其得到保護。有時把印制電路板插入母板時會由于靜電放電而損壞，因為當手持印制板時已把靜電轉(zhuǎn)移到電路上，當插座和母板接觸時產(chǎn)生靜電放電。為避免這種情況發(fā)生可在電路板周圍加保護環(huán)，保護環(huán)能把人手上的靜電轉(zhuǎn)移到機箱上，應(yīng)注意保護環(huán)不能和板上電路有電氣連接。印制電路板布線是抗瞬態(tài)沖擊設(shè)計的重要方面。保護通道中的寄生電感會產(chǎn)生電壓尖峰，量值會超過IC的引腳所能承受的極限值。根據(jù)IEC 100042標準，ESD產(chǎn)生的瞬態(tài)沖擊可能在1 ns內(nèi)達到峰值，在1 cm長的引線上就會產(chǎn)生80V電壓、10A電流的脈沖。因此，設(shè)計時必須努力減小被保護信號線以及信號回路（地線）上的寄生電感量?？刹扇〉拇胧┯校罕M量縮短引線長度，加大信號線寬度，印制導(dǎo)線敷錫等。：除了硬件措施外，軟件EMI方案也是減少系統(tǒng)鎖定等嚴重失常的有力方法。軟件ESD抑制措施分為兩種常用的類別：刷新、檢查并且恢復(fù)。刷新涉及到周期性地復(fù)位到休止狀態(tài)，并且刷新顯示器和指示器狀態(tài)。只需進行一次刷新然后假設(shè)狀態(tài)是正確的，其它的事就不用做了。檢查過程用于決定程序是否正確執(zhí)行，它們在一定間隔時間被激活，以確認程序是否在完成某個功能。如果這些功能沒有實現(xiàn)，一個恢復(fù)程序被激活。：對于一臺電子產(chǎn)品，防止ESD損害的發(fā)生，操作者及操作環(huán)境也是非常重要的。對ESD敏感的設(shè)備，工作臺和地板應(yīng)鋪設(shè)防靜電材料，操作人員不穿化纖等易產(chǎn)生靜電的衣服，手腕處最好佩帶接地扣帶，在干燥環(huán)境下，雙手未有效放電前，不要接觸產(chǎn)品內(nèi)部電路，保持環(huán)境的相對濕度在45％以上等措施都是非常有效的。：（1）在CMOS、MOS器件中加入保護二極管，對襯底作防靜電處理；（2）在傳輸線上（地線在內(nèi)）串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠；（3）使用靜電保護表面涂敷技術(shù)，使機芯難以放電，經(jīng)證明十分有效；（4）盡量使用屏蔽電纜；（5）在接口處安裝濾波器；（6）將無法安裝濾波器的敏感接口加以隔離；（7）選擇低脈沖頻率的邏輯電路；（8）保持地電流遠離敏感電路及有關(guān)線路；（9）外殼屏蔽加良好的接地；（10）保持濕度與溫度。四、 結(jié)束語ESD是造成電子產(chǎn)品工作失?；蚬δ苁У囊粋€重要原因，隨著技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的復(fù)雜程度的提高，ESD對電子產(chǎn)品的危害也越來越被大家重視。從產(chǎn)品要求的整體情況來看，目前出口的電子產(chǎn)品大多數(shù)對ESD抗擾性有要求，達不到要求者被視為不合格產(chǎn)品，是被進口國禁止銷售的；國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品及產(chǎn)品族標準對產(chǎn)品的抗ESD特性沒有強制要求，但這并不是說ESD抗擾性不重要，電子產(chǎn)品的ESD抗擾性直接關(guān)系到該產(chǎn)品的適用環(huán)境（ESD抗擾性低的產(chǎn)品不適用于相對濕度低的環(huán)境使用），產(chǎn)品的性能（ESD抗擾性低的產(chǎn)品不可避免會影響產(chǎn)品的性能指標），產(chǎn)品的售后服務(wù)（ESD抗擾性低的產(chǎn)品容易損壞，不可避免的增加了產(chǎn)品的售后服務(wù)成本），產(chǎn)品的品牌形象（ESD抗擾性低的產(chǎn)品容易出現(xiàn)工作失常和損壞，用戶會認為這樣的產(chǎn)品不會是好產(chǎn)品）等，所以內(nèi)銷產(chǎn)品的生產(chǎn)商也逐漸重視產(chǎn)品的ESD抗擾性，從而提高產(chǎn)品的競爭能力。希望本文能對關(guān)心電子產(chǎn)品的靜電放電抗擾性的生產(chǎn)廠家和設(shè)計人員有所幫助，同時也引起那些對靜電放電抗擾性不太了解的生產(chǎn)廠家和設(shè)計人員的重視。參考文獻：[1] 白同云 如何實現(xiàn)電磁兼容 [M] 中國電子學(xué)會電子產(chǎn)品戰(zhàn)略研究分會 [2] 沙 斐 機電一體化系統(tǒng)的電磁兼容技術(shù) [M] 中國電力出版社 [3] 陳窮等 電磁兼容性工程設(shè)計手冊 [C] 國防工業(yè)出版社 [4] 國家標準 GB/ 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗 [S] 中國標準出版社 作者簡介：朱文立 1968年2月出生，1989年畢業(yè)于華中理工大學(xué)，中國賽寶(總部)實驗室電磁兼容研究與測試中心高級工程師，中國電磁兼容標準化技術(shù)委員會委員，從事電磁兼容研究與測試工作。聯(lián)系電話：02087237656 傳真：020872361719 / 9
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