靜電問題診斷思路和防護(hù)設(shè)計

隨著科技快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度和自動化程度越來越高，產(chǎn)品的ESD敏感度也越高，產(chǎn)品防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。為此越來越多的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)將ESD 抗擾度驗驗作為推薦或強(qiáng)制性內(nèi)容納入其中。

產(chǎn)品在測試靜電不通過需要整改是工程師遇到很棘手的問題。ASIM深耕于EMC保護(hù)器件行業(yè)數(shù)載，有標(biāo)準(zhǔn)EMC室驗室、專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊。淺談ESD問題常用診斷思路、關(guān)鍵電路設(shè)計、防護(hù)器件選型如下：

診斷思路：

現(xiàn)象分析法：靜電放電過程中仔細(xì)觀察出現(xiàn)異常狀態(tài)時的現(xiàn)象，結(jié)合產(chǎn)品功能特性、電路設(shè)計快速鎖定問題范圍；

排除分析法：將靜電放電槍放電電壓由低到高調(diào)節(jié)，使用靜電放電槍尖頭直接對芯片引腳接觸放電，找出靜電放電過程中出現(xiàn)相同異?，F(xiàn)象的引腳；

路徑分析法：根據(jù)產(chǎn)品的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、布局設(shè)計、PCB布局線路設(shè)計、接地設(shè)計方案，分析靜電電流泄放路徑是否存在抗靜電能力較弱的元件或者敏感信號布線。

PCB關(guān)鍵電路設(shè)計：

1. 接口信號線防護(hù)器件（ESD/TVS）放在信號的主干路并靠近接口布置；

2. 主芯片、復(fù)位芯片、IC電源模塊等敏感器件或模塊遠(yuǎn)離機(jī)箱接口或縫隙；

3. 敏感信號線設(shè)計好信號回流路徑，增加防護(hù)器件，保證環(huán)路min??；

4. 地線盡量保證完整性，打無規(guī)則過孔，使地的阻抗最A(yù)小。

TVS/ESD防護(hù)器件選擇：

              1、確定被保護(hù)電路的max voltage 或連續(xù)工作電壓；

              2、TVS的額定反向截止電壓（Vrwm）應(yīng)≥被保護(hù)電路的max work voltage；

              3、TVS的VC應(yīng)該要＜被保護(hù)電路的損壞電壓；

              4、對于數(shù)據(jù)通訊信號線增加保護(hù)器械，還須注意選取具合適的寄生電容(Cj)參數(shù)，通常信號頻率≥10MHz時，Cj＜100pF; 信號頻率≥1GHz時，Cj＜3p。

ESD二極管的工作原理

ESD二極管在應(yīng)用時是并聯(lián)在電路上的，對線路的工作不會產(chǎn)生影響。它具有優(yōu)異的靜電吸收能力，與齊納二極管響應(yīng)時間達(dá)到同樣的水平，在吸收靜電中，可以保持電流-電壓對稱的特性。

ESD二極管采用層疊結(jié)構(gòu)，具有極低的電容特性，可選擇0402封裝，0603封裝，0805封裝等系列。具有較好的安裝可靠性，支持無鉛焊接。電鍍（鎳/錫），達(dá)到良好的焊接性，焊接耐熱性?？梢蕴娲R納二極管+電容。實現(xiàn)節(jié)省空間，可以降低總體安裝成本。

ESD二極管在選用時要注意擊穿電壓應(yīng)該比線路最a高的工作電壓或者信號電平的最a大電壓值大；根據(jù)線路上可能出現(xiàn)的最a大浪涌電流來選擇脈沖峰值電流合適的型號。要注意的是，此時的最a大箝位電壓應(yīng)該小于被保護(hù)芯片所能耐受的最a大峰值電壓；另外，esd二極管的封裝大小通常表示防護(hù)功率的大小，封裝越大防護(hù)等級就越高，所以需要根據(jù)電路設(shè)計布局和被保護(hù)線路數(shù)目來選擇最a合適的封裝

ESD5D100規(guī)格書

ESD5D100TA，SOD882封裝，體積小，具有優(yōu)異的鉗位能力，低泄漏，反應(yīng)時間快，使這些元件成為防護(hù)ESD的理想選擇。

由于體積小，適合用在手機(jī)，MP3播放機(jī)，數(shù)碼相機(jī)和許多其他便攜式產(chǎn)品。在手機(jī)靜電防護(hù)解決方案設(shè)計環(huán)節(jié)中，電子工程師必須預(yù)先了解手機(jī)靜電防護(hù)等級及PCB板布局，手機(jī)信號傳輸屬于高頻信號，這也意味著在選擇防護(hù)器件時需要選擇容值偏低型防護(hù)器件；雖然時下的市場中主流手機(jī)以大屏手機(jī)為主，但是電子工程師應(yīng)該更清楚，增加的空間全部用于增加電池容量，PCB板的防護(hù)空間還是極為有限；因此為了使防護(hù)效果最佳，靜電防護(hù)器件的選型必須在滿足手機(jī)靜電防護(hù)需求的同時，兼顧PCB板布局，優(yōu)選小封裝低容值ESD靜電二極管低身高SOD-882封裝超低電容值、低鉗位電壓、低漏電流的ESD靜電二極管