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電子通訊產(chǎn)品ESD防護(hù)及具體方法淺述論文
摘 要：在電子通訊產(chǎn)品具體的設(shè)計(jì)以及使用的過(guò)程中，經(jīng)常產(chǎn)生靜電的釋放，簡(jiǎn)稱為ESD，這種靜電釋放會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一定的干擾，從而損壞產(chǎn)品內(nèi)部的元器件，引起嚴(yán)重的故障，甚至?xí)巩a(chǎn)品失效。因此，對(duì)于ESD防護(hù)具體的設(shè)計(jì)具有重要的意義。本文主要講述了ESD帶來(lái)的主要危害以及電子通訊產(chǎn)品使用ESD防護(hù)的具體設(shè)計(jì)方法。
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關(guān)鍵詞：電子通訊產(chǎn)品 ESD防護(hù) 設(shè)計(jì)方法
ESD就是電荷迅速中和產(chǎn)生的現(xiàn)象，是靜電釋放的過(guò)程。通過(guò)靜電源產(chǎn)生一種電能，隨后進(jìn)入相應(yīng)的電子組件中，最終得到感應(yīng)迅速放電產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。ESD防護(hù)主要是為了有效的較少靜電的積累，從而避免產(chǎn)生爆炸，引起火災(zāi)或者是電擊等。ESD防護(hù)的原則就是有效的抑制產(chǎn)生靜電，讓靜電能夠迅速的釋放。大部分電子通訊的產(chǎn)品都非常容易與人的接觸產(chǎn)生大量的靜電，對(duì)于電子通訊產(chǎn)品最終設(shè)計(jì)的成功與否直接影響著人們的生活，同時(shí)會(huì)造成一些企業(yè)之間的責(zé)任糾紛等。在電子通訊產(chǎn)品的使用中，由于釋放靜電對(duì)產(chǎn)品帶來(lái)的損傷比例比較大，因此，對(duì)電子通訊產(chǎn)品進(jìn)行ESD具體的防護(hù)設(shè)計(jì)具有重要的意義，也是整個(gè)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。
1 ESD帶來(lái)的主要危害
1.1 ESD使電子通訊產(chǎn)品中的元器件受損失效
當(dāng)帶電的物體在器件中產(chǎn)生一種放電通路，帶電器件自身產(chǎn)生了一種放電通路，這兩種情況都會(huì)產(chǎn)生ESD，進(jìn)而使產(chǎn)品內(nèi)部的器件造成損傷，導(dǎo)致器件失效。其中失效的模式主要分為兩種，一種是突發(fā)性失效，另一種是緩慢失效。
1.1.1 突發(fā)性失效
突發(fā)性失效主要是由于產(chǎn)品器件內(nèi)部的芯片介質(zhì)被突然燒毀，或者是多個(gè)電參數(shù)突然發(fā)生嚴(yán)重的惡化，最終導(dǎo)致完全失去原有的器件功能。一般情況下，主要表現(xiàn)為電參數(shù)產(chǎn)生漂移或者是造成器件內(nèi)部的開(kāi)路短路。發(fā)生這種突發(fā)性失效的概率大約占10%左右。突發(fā)性失效有MOS結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氧化層突然被擊穿，二次擊穿，薄膜電阻發(fā)生熔斷，硅片的部分區(qū)域出現(xiàn)融化等現(xiàn)象。
1.1.2 緩慢失效
緩慢失效主要是由于器件突然受到ESD的影響受到了一些比較輕微的損傷，內(nèi)部的器件具有的性能并不是突然消失，而是逐漸下降，器件的各個(gè)參數(shù)指標(biāo)也是逐漸下降，為器件的使用造成了隱患，電路在產(chǎn)品使用的過(guò)程中逐漸發(fā)生劣化，最終會(huì)導(dǎo)致器件失效。這種緩慢失效的概率大約占90%左右。緩慢失效的有擊穿電壓的逐漸降低，p 值的減小，器件的噪聲逐漸增加、失調(diào)電流增加、參數(shù)的退化等。
1.2 ESD造成信息的差錯(cuò)，使邏輯電路出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作
通過(guò)實(shí)踐足以證明，ESD主要是脈沖干擾，在使用的電子通訊產(chǎn)品中造成靜電接觸，還能夠在使用的設(shè)備內(nèi)部測(cè)量到一種幾十幅值產(chǎn)生的干擾脈沖，就是突然產(chǎn)生的這種干擾脈沖，會(huì)造成信息出現(xiàn)錯(cuò)誤，使原本的邏輯電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致電子通訊產(chǎn)品出現(xiàn)使用故障。ESD還能夠產(chǎn)生幾百千赫到幾十兆赫頻帶的電磁脈沖干擾。產(chǎn)生的這種電磁脈沖干擾最終耦合到電子通訊產(chǎn)品內(nèi)部的敏感電路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的信息錯(cuò)誤，最終使電子通訊產(chǎn)品出現(xiàn)使用故障。
1.3 釋放高壓靜電導(dǎo)致吸附大量的塵埃微粒
靜電電荷對(duì)塵埃微粒具有非常強(qiáng)的吸附能力，電子通訊產(chǎn)品中一旦吸附大量的塵埃微粒會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片和PCB板產(chǎn)生比較嚴(yán)重污染，使半導(dǎo)體芯片和PCB板自身具有的絕緣電阻率逐漸降低，最終使電子通訊產(chǎn)品內(nèi)部的各個(gè)元器件減慢工作效率，甚至?xí)拐麄�(gè)電子通訊產(chǎn)品內(nèi)部的器件失效。
2 電子通訊產(chǎn)品使用ESD防護(hù)的具體設(shè)計(jì)方法
在設(shè)計(jì)電子通訊產(chǎn)品使用的ESD防護(hù)過(guò)程中，需要結(jié)合靜電釋放耦合最后到電子線路具體的耦合方式。例如，電感耦合、電容耦合或者是直接傳到電子線路使用的耦合方式等，對(duì)靜電進(jìn)行有效的屏蔽，進(jìn)行絕緣隔離一系列的合理操作，做好電子通訊產(chǎn)品使用的靜電保護(hù)。
2.1 機(jī)殼靜電進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)
電子通訊產(chǎn)品具體的搭接情況直接關(guān)系到產(chǎn)品靜電抗干擾能力，兩者之間存在密切的聯(lián)系。電子通訊產(chǎn)品能夠進(jìn)行良好的搭接，加快靜電泄放的具體速率;同時(shí)，產(chǎn)品自身具有的靜電抗感染能力也會(huì)逐漸增強(qiáng)。因此，在設(shè)計(jì)電子通訊產(chǎn)品內(nèi)部的機(jī)殼進(jìn)行靜電保護(hù)時(shí)，需要特別注意的是在所有機(jī)殼外露的表面上都要進(jìn)行復(fù)絕緣漆的涂抹工作。為了能夠有效的避免出現(xiàn)二次電弧的現(xiàn)象，還需要減少金屬零件中各種尖銳的邊緣，并且需要將地線等內(nèi)部電路與產(chǎn)品的機(jī)殼保持一定的安全距離。另外，將機(jī)殼接地以及工作地進(jìn)行單獨(dú)的處理，接到地樁上。
2.2 對(duì)金屬部件進(jìn)行具體的靜電保護(hù)設(shè)計(jì)
2.2.1 阻止靜電電流通過(guò)
在電子通訊產(chǎn)品的使用中，一些非常容易在使用過(guò)程中被人們觸碰的小部件，或者是一些小面板、按鈕等，不能使用較多的金屬設(shè)計(jì)，可以利用一些薄膜設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)面板，或者是使用效果較好的絕緣物質(zhì)等。在電子通訊產(chǎn)品中，一些并不存在較大關(guān)聯(lián)的各種內(nèi)部部件，如果必須使用金屬設(shè)計(jì)，可以在金屬部件的表面適當(dāng)?shù)耐磕ㄉ蠝p少靜電的復(fù)絕緣層，并將這些金屬部件與其他的內(nèi)部部件保持一定的安全距
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