ESD问题整改案例分析

《ESD问题整改案例分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、静电放电问题案例分析主讲人：刘勇江苏省电气装备电磁兼容工程实验室南京师范大学一、静电放电简介1.静电放电概述自然界中的物质，可经由某种过程而获得或失去电子(例如摩擦或感应起电)，这类的电荷即称为静电。当这些正电荷或是负电荷逐渐累积时，会与周围环境产生电位差，电荷若是经由放电路径而产生在不同电位之间移转现象，即称此为静电放电现象，简称为ESD(ElectroStaticDischarge)。例如某绝缘的导体（螺丝起子）带有足够高电荷,当它靠近有相反电势的集成电路（IC，IntegratedCircuit）时，电荷“跨接”，引起静电放电

2、。静电放电的产生有两个基本条件，一是电荷的积累，电荷的积累是前提，然后是“跨接”，电荷的剧烈流动就是放电。所以从这两个方面就行控制就能有效地防护静电放电的产生。静电放电及其影响是电子设备的一个主要干扰源。一、静电放电简介2.静电放电产生的三个条件：电荷的积累，静电荷积累在绝缘体上；静电荷通过接触或感应转移到导体上；充满静电的导体接近一个金属器件，产生放电。一、静电放电简介3静电危害对象精密芯片：芯片越来越集成、微小，抗击电压也越来越小，极易受到静电电流影响。MOS器件：MOS器件每条路径都有自己的放电特性，电位差超过路

3、径间的绝缘物的介电强度，会发生介质击穿，从而损坏电路。PCB板：ESD电流会直接通过电路板烧毁PCB上对ESD敏感的电路元件。地线：ESD电流经过地线，若接地材质不良会产生高阻抗，形成高干扰电压，会是接地线路对正常工作电路造成干扰。对ESD敏感的器件还有有微电子器件，分立半导体器件，电阻器基片，压电晶体以及薄膜电路等。一、静电放电简介4.静电放电分析ESD是一种高能量、宽频谱的电磁干扰，干扰途径主要有两种：传导性ESD：主要是瞬间接触的大电流造成产品内部电路的误动作或损坏。辐射性ESD：空间电磁场耦合，其上升时间短，约为0.7~

4、1ns，频谱高达数百MHz，静电放电电流会激烈一定频谱宽度的脉冲能量在空间，产生的电磁场通过寄身电感或电容耦合进敏感电路。一、静电放电简介5.防护静电的一般方法减少静电的积累；使产品绝缘，防止静电发生；对敏感线路提供支路分流静电电流；对放电区域的电路进行屏蔽；减少环路面积以保护电路免受静电放电产生磁场的影响；前三条是针对直接放电，后两条是针对关联场的耦合。二、静电放电的测试方法1.测试方法直接接触放电(尖电极头)：直接接触放电端安装在ESD模拟器上，并对可触及的放电点直接接触放电试验，试验电压采用表B.1规定的接触放电

5、电压等级。空气放电(半圆电极头)：空气放电端安装在ESD模拟器上，距离被试设备至少15mm。放电端垂直(±15°)对准放电位置，以速度不大于5mm/s缓慢靠近，直至放电。按照表B.1中空气放电电压等级测试各点。如无放电产生，则继续移动放电端直至放电端与放电点接触。如仍无放电产生，则此位置及此电压等级下的试验停止。垂直耦合板、水平耦合板放电三、传导型静电放电问题整改案例某电子产品接触式静电放电问题整改ESD发生器采用苏州泰斯特电子科技有限公司生产的型号为ESD-20静电放电测试仪器，其性能满足IEC61000-4-2标准要求，电子产

6、品抗击电压为4.7KV，超过4.7KV就会出现蜂鸣器报警，死机现象。实验布置图如下：问题分析判定RS232串口9号脚为敏感点。9号脚点都有长导线引出，在工作状态下施加微弱电压，就会报警。选择有效地方式利用TVS管对其进行保护：所用TVS管型号为：P6KE6.8CA问题分析问题措施结果1、考虑电荷的泄流，改改两线供电为三线供电，电子产品抗压提高到善电子产品的整体接地增加接地线路。5.8kv将PCB板接地与外壳和地2、考虑提高PCB板接地，电子产品抗压提高到线相连，使电荷能首先通改善电子线路的接地7.9kv过地线导出对敏感点线路利用TV

7、S管3、对打击部分的敏感电电子产品抗压提高到了接地防护，提高其抗静电路RS232串口电路改良9.3kv能力四、辐射型静电放电问题整改案例某型号商用电力集中器静电放电问题整改根据静电放电抗扰度试验国家标准GB17626.2-2006规定，静电放电的测试方法主要分为三种：①空气放电方法②接触放电方法③间接放电即耦合板放电方法。针对某型号商用电力集中器，它可以完全通过前两种试验，试验条件为：空气放电15KV，接触放电8KV；但是当采用如图2-1所示的耦合板放电试验方法测试时，放电电压为8KV，试验过程中电力集中器会自动重启，该现象说明其不能

8、通过该项测试。显然，此产品的静电放电问题属于辐射性ESD，其静电放电威胁主要通过空间电磁场的耦合导致系统运行异常。案例分析（1）非金属绝缘体外壳电力电子设备根据外壳的导电性分为金属外壳和非金属绝缘体外壳