電子通信產(chǎn)品的ESD防護設計研究

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后進行快速放電的一種現(xiàn)象。而造電子通信產(chǎn)品中設計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，在設計電子產(chǎn)品時一定要加強ESD的防護設計。

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)象在電子通訊設備中發(fā)生時，我們在對電子設備進行檢測時能夠在電子通信設備內(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，進而嚴重影響到設備元件的工作效率，嚴重時會造成設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防護設計中的缺陷

目前的電子通信產(chǎn)品ESD防護設計中都存在有一定的缺陷，總體來看ESD防護設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)設備起著決定性作用。在電子通訊設備中由不同的系統(tǒng)類型，不同類型的通訊設備采用的靜電防護措施也就不同。而目前的電子通信設備中關于ESD防護方案的設計忽略了系統(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防護設計的注意事項和設計方法

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，因此在設計生產(chǎn)電子通信產(chǎn)品是需要加強對ESD的防護設計。根據(jù)上文中講到的ESD危害和設計中的缺陷，在設計時需要采用以下設計方法和注意事項。

3.1設計方法

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)測和分析方法被應用，因此，關于ESD裝置的數(shù)據(jù)將會更加明確。第三是監(jiān)控裝置的設計。在電子通信產(chǎn)品中設置監(jiān)控裝置是為了增加設備系統(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上在額外添加防護措施。在電子通信產(chǎn)品中在設計ESD防護方案時,首先要做得基礎性工作就是系統(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計對應的防護方案。

ESD的管理方法

針對ESD方案的有效性需要相關管理人員對ESD裝置的實施狀況和相應的報告進行分析，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。

設計ESD防護方案

設計ESD防護方案要按照相關企業(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)品的設計,再考慮產(chǎn)品的ESD防護設計，此時由于產(chǎn)品設計以及定性,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)品設計時首先要考慮ESD防護問題。

4結語

針對電子產(chǎn)品系統(tǒng)的復雜性和多樣性，因此在進行ESD防護設計時不可能采用統(tǒng)一的防護方案。在制定ESD防護設計方案時一定也結合產(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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