電子通信產(chǎn)品的ESD防護設(shè)計研究

引言

ESD(Eleetro-Staticdischarge)實質(zhì)是靜電釋放的意思，靜電釋放是將電子通信產(chǎn)品中的電荷進行快速綜合的一種現(xiàn)象，靜電釋放的電能是由靜電源提供的，當靜電源提供的電能流入電子元件得到感應(yīng)后進行快速放電的一種現(xiàn)象。而造電子通信產(chǎn)品中設(shè)計ESD防護是為了防止靜電電能在電子組件中積累而引起電擊、爆炸、火災等事故發(fā)生。在電子通信產(chǎn)品中進行ESD防護主要是抑制電子產(chǎn)品中靜電的產(chǎn)生、對產(chǎn)生的靜電進行綜合或者是加快電子產(chǎn)品中靜電的泄漏。電子通信產(chǎn)品在與人體接觸的過程中很容易產(chǎn)生靜電。而電子通訊產(chǎn)品設(shè)計的優(yōu)良和低劣會對產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率產(chǎn)生很大的影響，還會影響到經(jīng)銷商和產(chǎn)品使用者、這些問題的出現(xiàn)將會直接影響到電子通信產(chǎn)品的市場發(fā)展。據(jù)相關(guān)報道指出在電子通信產(chǎn)品中由于靜電釋放而造成電子通信產(chǎn)品組件損壞展電子器件損害總量的60%，因此，在設(shè)計電子產(chǎn)品時一定要加強ESD的防護設(shè)計。

1ESD對電子通信的危害

ESD造成電子元件的損壞。在靜電釋放的過程中由于電流的產(chǎn)生，使其周圍的電磁場發(fā)生改變，這種磁場變動會改變電子元件接收的信號，導致信號發(fā)生錯誤，同時還會影響到電子元件內(nèi)部的數(shù)字邏輯電路，最終在操作電子產(chǎn)品時會使產(chǎn)品出現(xiàn)錯誤和死機等現(xiàn)象。換句話說就是由于靜電放電而造成了電子元件出現(xiàn)短路或是開路現(xiàn)象，從而阻礙電子元件的正常運行，降低電子元件的工作能力。若是電子通信產(chǎn)品中的帶點體沒有較高的靜電位，則電子產(chǎn)品中不能夠充分的進行靜電放電，由此造成靜電的積累而損傷電子元件，造成電子元件功能失效。通常情況下，當電子通信產(chǎn)品的電子器件受到輕度損傷時，在對其檢測時很難檢測出輕度的損傷。若是電子元件受到靜電放電的次數(shù)較多時，累積的損傷也會導致電子元件的失效，而這種失效原因，很難預測到，因此造成的損失業(yè)比較大。

ESD會引發(fā)邏輯電路發(fā)送錯誤信息和動作。從相關(guān)的實驗中可以得出，靜電釋放是一種脈沖干擾，當靜電釋放現(xiàn)象在電子通訊設(shè)備中發(fā)生時，我們在對電子設(shè)備進行檢測時能夠在電子通信設(shè)備內(nèi)部不同的位置測量出達幾十幅的干擾脈沖，由于這些靜電釋放產(chǎn)生的干擾冒充引起電子通信設(shè)備內(nèi)部信息的錯誤和邏輯電路的翻轉(zhuǎn)。此外，在靜電釋放時還可能產(chǎn)生不同數(shù)值的電磁脈沖干擾，這些干擾脈沖若是與電子通信產(chǎn)品中的敏感電路進行藕合時，就會引發(fā)電子設(shè)備內(nèi)部發(fā)送出錯誤的信息，導致電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障。

高壓靜電對空氣中的塵埃顆粒有吸附作用。當電子通信產(chǎn)品中發(fā)生井下現(xiàn)象時，這種靜電會吸附空氣中的塵埃顆粒,而這些塵埃顆粒顆粒會對電子通訊設(shè)備中的電子元件造成一定的污染，電子元件由于這些塵埃顆粒的吸附而使其絕緣電阻能力減弱，進而嚴重影響到設(shè)備元件的工作效率，嚴重時會造成設(shè)備元件的損壞使其失去去工作能力，造成電子元件的失效。

2電子通信產(chǎn)品ESD防護設(shè)計中的缺陷

目前的電子通信產(chǎn)品ESD防護設(shè)計中都存在有一定的缺陷，總體來看ESD防護設(shè)計中的缺陷主要提現(xiàn)費在兩個方面,其一是不能夠正確的區(qū)分電器應(yīng)力(EOS)和ESD；其二是對系統(tǒng)類型的識別。

2.1EOS和ESD的區(qū)別

實際上，ESD屬于EOS的一種特殊情況，在對電子通信產(chǎn)品的ESD防護進行設(shè)計時，通常不能夠正確的區(qū)分EOS和ESD的性能指標，因此在對ESD進行裝置時常常會錯用EOS

的防護要求，這樣的靜電防護裝置會影響到ESD的防護效果。

2.2系統(tǒng)類型識別

在確定電子通信產(chǎn)品的系統(tǒng)ESD防護方案時，系統(tǒng)設(shè)備起著決定性作用。在電子通訊設(shè)備中由不同的系統(tǒng)類型，不同類型的通訊設(shè)備采用的靜電防護措施也就不同。而目前的電子通信設(shè)備中關(guān)于ESD防護方案的設(shè)計忽略了系統(tǒng)類型的識別和選用，這樣的操作是不合理的。ESD根據(jù)其敏感類型可分為能量敏感和電壓敏感兩種類型。若是電子通信產(chǎn)品的系統(tǒng)對于電壓比較敏感，此時需要認真的對ESD進行防護，可以通過在系統(tǒng)特定操作位置上增設(shè)一些特殊材料來加強系統(tǒng)的防護能力。當電子通信產(chǎn)品的系統(tǒng)對能量比較敏感時，相對于電壓銘感其防護要求不高。在實際的應(yīng)用中，雖然電壓器件的使用率較低，在未進行系統(tǒng)類型識別的情況下，竟可能采用電壓敏感防護措施，以保證ESD防護的完備性。

3電子通信產(chǎn)品ESD防護設(shè)計的注意事項和設(shè)計方法

在電子通信產(chǎn)品ESD的產(chǎn)生是不可避免的，且ESD的產(chǎn)生會給電子通信產(chǎn)品和人們帶來一定的影響，因此在設(shè)計生產(chǎn)電子通信產(chǎn)品是需要加強對ESD的防護設(shè)計。根據(jù)上文中講到的ESD危害和設(shè)計中的缺陷，在設(shè)計時需要采用以下設(shè)計方法和注意事項。

3.1設(shè)計方法

首先是確定系統(tǒng)的防護等級。在電壓敏感系統(tǒng)的裝置中，如果其裝置都采用ESD防護，仍會存在一定的不確定性，則其防護措施的有效性還需要工程人員對其進行檢測，但是采用其他的防護措施會地ESD產(chǎn)生的損害更大；其次是有效數(shù)據(jù)的獲取。在實際的操作中，若將通訊設(shè)備的ESD防護措施與系統(tǒng)的HMB分類聯(lián)系到一起是一件十分困難的事，因為這些裝置的分類是在HMB測試的情況下進行的，而欠缺對工程設(shè)備中其他破壞源影響的考慮。為了增加ESD的有效防護,將會有更多的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析方法被應(yīng)用，因此，關(guān)于ESD裝置的數(shù)據(jù)將會更加明確。第三是監(jiān)控裝置的設(shè)計。在電子通信產(chǎn)品中設(shè)置監(jiān)控裝置是為了增加設(shè)備系統(tǒng)的可靠性。監(jiān)控裝置主要用來監(jiān)測系統(tǒng)中接地線的完整情況和工作面的接地情況等。

3.2注意事項

對電子通信產(chǎn)品中ESD防護方案的等級進行確定

通常在ESD防護中包含有兩個等級，分別是基本防護和全面防護?；痉雷o的內(nèi)容主要是確定傳導性工作面和工作人員的腕帶是否接地；全面防護需要在基本防護的基礎(chǔ)上在額外添加防護措施。在電子通信產(chǎn)品中在設(shè)計ESD防護方案時,首先要做得基礎(chǔ)性工作就是系統(tǒng)等級的確定。只有對系統(tǒng)的ESD防護等級確定后才能針對其等級設(shè)計對應(yīng)的防護方案。

ESD的管理方法

針對ESD方案的有效性需要相關(guān)管理人員對ESD裝置的實施狀況和相應(yīng)的報告進行分析，并有效的整合分析報告,之后對ESD防護方案進行修改，以加強ESD的防護效果。

設(shè)計ESD防護方案

設(shè)計ESD防護方案要按照相關(guān)企業(yè)的性能標準進行制定。

要有針對性地進行ESD防護

在對產(chǎn)品進行初步設(shè)計時，首先要考慮到ESD的防護問題，避免由于ESD防護對后期的研發(fā)工作產(chǎn)生影響，而延長后期的研發(fā)工作，增加研發(fā)成本。另外，若是先確定產(chǎn)品的設(shè)計,再考慮產(chǎn)品的ESD防護設(shè)計，此時由于產(chǎn)品設(shè)計以及定性,在進行修改時也只是某些部位的改動，這樣會對ESD的防護功能產(chǎn)生影響，所以在進行產(chǎn)品設(shè)計時首先要考慮ESD防護問題。

4結(jié)語

針對電子產(chǎn)品系統(tǒng)的復雜性和多樣性，因此在進行ESD防護設(shè)計時不可能采用統(tǒng)一的防護方案。在制定ESD防護設(shè)計方案時一定也結(jié)合產(chǎn)品系統(tǒng)的實際情況，按照一定的標準要求，對產(chǎn)品系統(tǒng)進行全方位的ESD防護措施，以保證產(chǎn)品ESD防護的有效性。

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