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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備
靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指
南
1版)
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
II
電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
目錄
前言II
第一章概述1
1.1靜電和靜電放電1
1.2靜電放電的特點(diǎn)1
1.3靜電放電的類型2
其次章靜電放電模型3
2.1人體帶電模型3
2.2場(chǎng)加強(qiáng)模型(人體-金屬模型)3
2.3帶電器件模型4
第三章靜電放電的危害5
3.1ESD造成元器件失效5
3.2ESD引起信息出錯(cuò),導(dǎo)致設(shè)備故障5
3.3高壓靜電吸附塵埃微粒5
第四章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)指南6
4.1設(shè)備的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求6
4.2PCB的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求7
4.3通訊端口的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求10
第五章典型案例14
5.1某寬帶園區(qū)接入產(chǎn)品防靜電設(shè)計(jì)14
5.2某小容量寬帶接入產(chǎn)品的防靜電設(shè)計(jì)15
5.3某產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)工藝有關(guān)的防靜電案例16
5.4ESD試驗(yàn)使某單板程序“跑飛〞16
5.5ESD試驗(yàn)使單板復(fù)位18
-I-
電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
前言
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,靜電對(duì)電子設(shè)備的危害也日益嚴(yán)重,靜電放電已成為通信電子設(shè)備的主要電磁干擾源之一。在我們公司,由于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)靜電防護(hù)的考慮不周,靜電放電影響產(chǎn)品正常工作的狀況時(shí)有發(fā)生,由此所帶來(lái)的損失和影響是很大的。為了提高產(chǎn)品的抗靜電能力,從而提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量,制訂針對(duì)公司產(chǎn)品的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)指南是十分必要的。為此,公司技術(shù)中心模塊化團(tuán)隊(duì)組織了一場(chǎng)有質(zhì)企中心可靠性部、康訊公司工藝部、各產(chǎn)品事業(yè)部等部門參與的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)研討會(huì)。本靜電防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南是在研討會(huì)上公司眾多專家充分探討的基礎(chǔ)上形成的。
本《電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南》由范大祥、馬雙武、眭詩(shī)菊、雷新、蔡云枝等共同執(zhí)筆完成。全文由馬雙武修改和統(tǒng)稿,謝玉明和倪冬兵對(duì)本文進(jìn)行了審閱。
本《電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南》的主要目的,是用于指導(dǎo)公司產(chǎn)品的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)。歡迎廣大研發(fā)人員在參照?qǐng)?zhí)行過程中,對(duì)本文存在的問題提出批評(píng),并給出修改看法。我們將充分考慮大家的看法,及時(shí)對(duì)存在的問題進(jìn)行修正。
質(zhì)企中心可靠性部馬雙武
2023年6月
-II-
電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
第一章概述
1.1靜電和靜電放電
靜電是物體表面的靜止電荷。物體在接觸、摩擦、分開、感應(yīng)、電解等過程中,發(fā)生電子或離子的轉(zhuǎn)移,正電荷和負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡,就形成了靜電。帶有靜電的物體稱為帶電體。當(dāng)帶電體表面附近的靜電場(chǎng)梯度大到一定的程度,超過周邊介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí),介質(zhì)將會(huì)發(fā)生電離,從而導(dǎo)致帶電體的的電荷部分或全部中和。這種現(xiàn)象我們稱之為靜電放電(ESD)。靜電放電可以出現(xiàn)在兩個(gè)物體之間,也可由物體表面靜電荷直接向空氣放電。
人體由于自身的動(dòng)作以及與其它物體的接觸、分開、磨擦或感應(yīng)等因素,可以帶上幾千伏甚至上萬(wàn)伏的靜電。在枯燥的季節(jié),人們?cè)诤诎抵忻摶w衣服時(shí),往往會(huì)聽到“啪啪〞的聲音,同時(shí)還會(huì)看到火花,這就是人體的靜電放電現(xiàn)象。在工業(yè)生產(chǎn)中,人是主要的靜電干擾源之一。
1.2靜電放電的特點(diǎn)
1、靜電放電是高電位,強(qiáng)電場(chǎng),瞬時(shí)大電流的過程
大多數(shù)狀況下靜電放電過程往往會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)脈沖大電流,特別是帶電導(dǎo)體或手持小金屬物體的帶電人體對(duì)接地體產(chǎn)生火花放電時(shí),產(chǎn)生的瞬時(shí)電流的強(qiáng)度可達(dá)到幾十安培甚至上百安培。
2、靜電放電會(huì)產(chǎn)生猛烈的電磁輻射形成電磁脈沖
在靜電放電過程中,會(huì)產(chǎn)生上升時(shí)間極快、持續(xù)時(shí)間極短的初始大電流脈沖,并產(chǎn)生猛烈的電磁輻射,形成靜電放電電磁脈沖,它的電磁能量往往會(huì)引起電子系統(tǒng)中敏感部件的損壞、翻轉(zhuǎn),使某些裝置中的電火工品誤爆,造成事故。
-1-
電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
1.3靜電放電的類型
靜電放電類型主要有下面三種:
1、電暈放電
電暈放電是在不均勻電場(chǎng)中以局部擊穿形式表現(xiàn)出來(lái)的一種氣體放電,其特點(diǎn)是放電能量較低,在尖端電極上浮現(xiàn)微弱的發(fā)光現(xiàn)象,并隨著極間電壓的升高,發(fā)光區(qū)域不斷增大,在電壓足夠高時(shí),浮現(xiàn)連續(xù)的拂塵狀光體。
2、刷形放電
刷形放電是發(fā)生于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種放電形式。其放電通道的一端具有放電集中點(diǎn),另一端呈分枝狀散開,并伴有放電聲光。刷形放電的能量較大,聲、光比一般電暈放電顯著。
3、火花放電
火花放電是當(dāng)兩個(gè)電極間的電壓足夠高,致使氣體全路徑被擊穿的一種放電形式。火花放電時(shí),放電通道成為導(dǎo)電性的,電極上積蓄的電荷瞬時(shí)被中和,放電火花隨之消失。火花放電產(chǎn)生的放電電流及電磁脈沖具有較大的破壞力,它可對(duì)一些敏感的電子器件和設(shè)備造成危害。
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
其次章靜電放電模型
靜電放電是一個(gè)繁雜多變的過程。靜電放電有大量不同的形式,能產(chǎn)生靜電放電的靜電源多種多樣。針對(duì)靜電放電的這種繁雜性,為了有效地對(duì)靜電放電的危害及其效應(yīng)進(jìn)行正確的評(píng)估,人們對(duì)實(shí)際中各種可能產(chǎn)生危害的靜電源進(jìn)行了研究,根據(jù)各自的特點(diǎn)建立了相應(yīng)的ESD模型。下面是幾種常見的模型。
2.1人體帶電模型
人體是產(chǎn)生靜電危害的最主要的靜電源之一。人體帶電模型是為了模擬帶電人體與物體接觸時(shí)的靜電放電效應(yīng)而建立的。人體帶電模型的電路網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)電容和一個(gè)電阻的串聯(lián)結(jié)構(gòu),稱為單RC電氣結(jié)構(gòu)。其中,電容C和電阻R的取值對(duì)不同的行業(yè)有所不同。在電子器件的靜電敏感度測(cè)試中,美軍標(biāo)MIL-STD-1686A規(guī)定的參數(shù)值是:電容100pF,電阻1.5kΩ。對(duì)化工產(chǎn)品的靜電敏感度測(cè)試,美軍標(biāo)MIL-STD-1512采用的參數(shù)值是:電容500pF,電阻5kΩ。在汽車制造業(yè)中,人體模型尋常采用的參數(shù)是電容330pF,電阻2kΩ。
2.2場(chǎng)加強(qiáng)模型(人體-金屬模型)
場(chǎng)加強(qiáng)模型是用來(lái)模擬帶電人體通過手持的小金屬物件,如螺絲刀、鑰匙等,對(duì)其它物體產(chǎn)生放電時(shí)的情形,因此這一模型又被稱為人體—金屬模型。當(dāng)帶電人體手持小金屬物件時(shí),由于金屬物件的尖端效應(yīng),使得其周邊的場(chǎng)強(qiáng)大大加強(qiáng),再加上金屬物件的電極效應(yīng),導(dǎo)致放電時(shí)的等效電阻大大減小。因此在同等條件下,它產(chǎn)生的放電電流峰值比單獨(dú)人體放電的要大,放電持續(xù)時(shí)間短。
場(chǎng)加強(qiáng)模型的電路結(jié)構(gòu)為雙RLC電氣結(jié)構(gòu),其基本原理如下:
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
CB
RBLBRHLHH
圖2-1雙RLC人體靜電放電模型
圖中CB、RB、LB分別為人體電容、電阻及電感。CH、RH、LH分別為手、前臂及手持的小金屬物件的電容、等效電阻及電感。IEC801-2及IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)在模擬人體靜電放電時(shí)采用了上述雙RLC電氣模型,其規(guī)定的模型參數(shù)為:CB=150pF10%,RB=330Ω10%,LB=0.04~0.2
RLH=0.05~0.2μH。μH,CH=3~10pF,RH=20~200Ω,
2.3帶電器件模型
電子器件本身在加工、處理、運(yùn)輸?shù)冗^程中可能因與工作面及包裝材料等接觸、磨擦而帶電。當(dāng)帶電的電子器件接近或接觸導(dǎo)體或人體時(shí),便會(huì)產(chǎn)生靜電放電。由于這一放電過程是器件本身帶電而引起的,因此在建立這種放電模型時(shí),把它稱為帶電器件模型。
帶電器件模型的電路網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)電容、一個(gè)電阻和一個(gè)電感的串聯(lián)結(jié)構(gòu),稱為單RLC電氣結(jié)構(gòu)。其模型參數(shù)的取值要根據(jù)器件的具體狀況來(lái)確定。
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第三章靜電放電的危害
3.1ESD造成元器件失效
當(dāng)帶電物體通過器件形成一個(gè)放電通路時(shí)或帶電器件本身有一個(gè)放電通路時(shí),就會(huì)產(chǎn)生ESD而造成器件的失效,失效模式有突發(fā)性完全失效和潛在性緩慢失效。
⑴突發(fā)性完全失效:器件的芯片介質(zhì)擊穿或燒毀、一個(gè)或多個(gè)電參數(shù)突然劣化,完全失去規(guī)定功能的失效。尋常表現(xiàn)為開路、短路以及電參數(shù)嚴(yán)重漂移。概率約10%
⑵潛在性緩慢失效:器件受到ESD造成微弱損傷,器件的性能劣化或參數(shù)指標(biāo)下降而成為隱患,使該電路在以后的工作中,參數(shù)劣化逐漸加重,最終失效。概率約90%。
3.2ESD引起信息出錯(cuò),導(dǎo)致設(shè)備故障
ESD會(huì)在設(shè)備各處產(chǎn)生一個(gè)幅值為幾十伏的干擾脈沖,引起信息出錯(cuò),導(dǎo)致設(shè)備的故障;ESD也可產(chǎn)生頻帶幾百千赫~幾十兆赫、電平高達(dá)幾十毫伏的電磁脈沖干擾,當(dāng)脈沖干擾耦合到敏感電路時(shí),也會(huì)引起信息出錯(cuò),導(dǎo)致設(shè)備的故障。
3.3高壓靜電吸附塵埃微粒
靜電電荷易吸附塵埃微粒,污染PCB板和半導(dǎo)體芯片,使其絕緣電阻下降,影響器件工作。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起器件故障(例如:CMOS電路發(fā)生閂鎖)。
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第四章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)指南
ESD耦合到電子通訊設(shè)備有三種方式
直接傳導(dǎo)
電容耦合(電場(chǎng)耦合)
電感耦合(磁場(chǎng)耦合)
所以,電子通訊設(shè)備的ESD防護(hù)主要應(yīng)針對(duì)這幾種耦合方式采取措施,可總結(jié)為以下24字方針:靜電屏蔽,濾波去耦,絕緣隔離,接地泄放,良好搭接,瞬態(tài)抑制
4.1設(shè)備的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
對(duì)于設(shè)備級(jí)的ESD防護(hù)設(shè)計(jì),其重點(diǎn)應(yīng)放在為靜電放電設(shè)置一條通暢的泄放通道。主要應(yīng)做好以下幾點(diǎn):
1.機(jī)箱金屬之間要實(shí)現(xiàn)良好搭接。搭接處要采用面接觸,避免點(diǎn)接觸。搭接的直流電阻不大于
2.5m,整體搭接結(jié)構(gòu)中任意兩導(dǎo)電點(diǎn)間的直流電阻不大于25m。相互搭接的金屬之間的電化學(xué)位差不大于0.6V。
2.人員接觸的鍵盤、控制面板、手動(dòng)控制器、鑰匙鎖等金屬部件,應(yīng)直接通過機(jī)架接地。假使不
能接地,則其與電路走線和工作地的絕緣距離至少應(yīng)滿足以下要求:空氣間隙5mm,爬電距離6mm。
3.機(jī)架式設(shè)備一般采用復(fù)合式接地,工作地、電源地、保護(hù)地與機(jī)架在內(nèi)部要良好隔離,在機(jī)架
接地螺栓處匯接或在外部接地匯集線上匯接,形成良好的靜電泄放通路。
4.小型低速(頻率小于10MHz)設(shè)備可以采用工作地浮地(或工作地單點(diǎn)接金屬外殼)、金屬外殼單
點(diǎn)接大地,使靜電通過機(jī)殼泄放到地而對(duì)內(nèi)部電路無(wú)影響。
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第4章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
5.小型高速(頻率大于10MHz)設(shè)備的工作地應(yīng)與其金屬機(jī)殼實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地,且金屬外殼單點(diǎn)接大
地。
機(jī)架設(shè)備的接地點(diǎn)與外部接地樁之間要保證可靠的電氣連接。接地線材料應(yīng)采用多股銅線,對(duì)于移動(dòng)通信基站設(shè)備,連接銅線的截面積不小于35mm2。其它設(shè)備的連接線截面積不小于16mm2。
4.2PCB的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
在ESD放電區(qū)域會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的突變電磁場(chǎng)。強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)一方面可能使器件馬上失效,或者造成潛在性損傷使器件性能逐漸降級(jí);另一方面可能對(duì)電路產(chǎn)生干擾使電路不能正常工作。因此在關(guān)鍵電路中一般應(yīng)采用ESD保護(hù)電路,如利用TVS器件、濾波器等。
PCB的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)主要應(yīng)做好以下措施:
1.接口電路應(yīng)盡量采用ESD敏感度為3級(jí)(靜電損傷閾值大于4000V)或不敏感的元器件;否則
在輸入輸出接口電路上應(yīng)采取保護(hù)措施。單板的保護(hù)電路應(yīng)緊靠相應(yīng)的連接器放置。
圖4-1單板的保護(hù)電路緊靠連接器放置
2.芯片的保護(hù)電路應(yīng)緊靠相應(yīng)的芯片放置,并低阻抗接地。見圖4-2。
圖4-2芯片的保護(hù)電路緊靠芯片放置
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
3.易受ESD干擾的器件,如NMOS、CMOS器件等,應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離易受ESD干擾的區(qū)域。
4.在PCB上設(shè)置靜電防護(hù)與屏蔽地
以U6單板為例,在PCB的板邊設(shè)置圖4-3所示的靜電防護(hù)與屏蔽地,該地環(huán)的寬度約5毫米,在外層的銅皮上噴錫(不要蓋綠油),用過孔將各層的防護(hù)地環(huán)連接,過孔與過孔之間的間距控制在約10—13mm(400—500mil)。單板與背板的防護(hù)地通過連接器相連。靜電防護(hù)與屏蔽地與工作地之間,應(yīng)盡量保證間距大于3mm。
靜電防護(hù)與屏蔽地環(huán)可以只在PCB板的二個(gè)表面上鋪設(shè),內(nèi)層上不設(shè)置防護(hù)地環(huán)。
圖4-3PCB上設(shè)置靜電防護(hù)與屏蔽地
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第4章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
5.在滿足功能要求的前提下,優(yōu)先選用抗靜電能力強(qiáng)(即損傷閥值高)的元器件。
6.相互之間具有好多互連線的元器件應(yīng)盡可能彼此靠近。例如I/O器件與I/O連接器應(yīng)盡量接近。
7.信號(hào)線應(yīng)當(dāng)與其回流地線緊挨在一起,盡量在每根信號(hào)線的旁邊安排一條地線。盡量采用地平面
或地線網(wǎng)格,而不采用單根地線。對(duì)于多層板,信號(hào)線應(yīng)當(dāng)盡量靠近地平面走線。
8.易受靜電干擾的信號(hào)線如時(shí)鐘線、復(fù)位線等應(yīng)盡可能短而寬;多層板中的時(shí)鐘線、復(fù)位線應(yīng)在
兩地平面之間走線;
9.對(duì)于多層板,應(yīng)保證地平面的完整性,地平面內(nèi)不應(yīng)有大的開口。
10.后背板上的布線區(qū)(包括信號(hào)層、地層及電源層)與固定后背板的金屬螺釘邊緣的距離至少5mm
以上。
11.印制板地層通過接插件到后背板時(shí),最好至少有一排接地插針,保證靜電泄放地回路的通暢。
12.在印制板的電源輸入端應(yīng)進(jìn)行濾波,并用瞬態(tài)過電壓抑制器件(TVS)抑制瞬態(tài)過電壓。
13.對(duì)于雙面板,假使印制板上的電源線引線很長(zhǎng),則每隔8cm應(yīng)在電源與地之間接入一個(gè)0.1uF的
陶瓷電容器。
14.所有高速規(guī)律器件要求安裝去耦電容。集成電路的電源與地之間應(yīng)加0.01uF~0.1uF的陶瓷電
容器進(jìn)行去耦。去耦電容應(yīng)并接在同一芯片的電源端與地之間且要緊靠被保護(hù)的芯片。對(duì)于電源和地有多個(gè)引腳的大規(guī)模集成電路,應(yīng)安裝多個(gè)去耦電容。對(duì)于動(dòng)態(tài)RAM器件,去耦電容的容量取0.1uF為宜。
15.對(duì)于大規(guī)模集成電路,特別是EEPROM、FLASHMEMORY、EPLD、FPGA等類型的芯片,每個(gè)去耦電
容(0.01uF~0.1uF)旁應(yīng)并接一個(gè)10uF的充放電鉭電容或陶瓷電容。對(duì)于小規(guī)模集成電路,每10片去耦電容(0.01uF~0.1uF)旁也要加接一個(gè)10uF的充放電鉭電容或陶瓷電容。
16.CMOS器件所有不用的輸入端引線不允許懸空,應(yīng)視不同電路接到地、電源(源極)VSS或電源
(漏極)VDD上。CMOS器件的輸入端假使接的是高阻源,則應(yīng)設(shè)計(jì)上拉或下拉電阻。
17.印刷板上的靜電敏感器件,必需通過保護(hù)電路(設(shè)置串聯(lián)電阻、分流器、箝位器件等保護(hù)裝置)
才能與電連接器的端子相連。
18.安裝在印制板上具有金屬外殼的元器件(如復(fù)位按鈕、撥碼開關(guān)、晶振等),其金屬外殼必需可
靠接地,優(yōu)先接靜電保護(hù)地環(huán),如單板沒有設(shè)置靜電保護(hù)地環(huán),則接工作地。
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
19.對(duì)于輸入輸出接口處信號(hào)插針與金屬外殼的隔離距離達(dá)不到5mm的接插件,其金屬外殼附近應(yīng)
盡可能敷設(shè)大面積覆銅地線。接插件金屬部分應(yīng)與機(jī)殼用最短的接地線相連。
20.在復(fù)位信號(hào)線靠近復(fù)位按鈕的輸入端與地之間,以及靠近復(fù)位芯片的輸入端與地之間分別并接
0.1uF的陶瓷電容;復(fù)位線應(yīng)盡可能短(小于3cm為宜)而寬(大于1mm為宜)。
21.操作面板上簡(jiǎn)單被人體接觸的部件,如小面板、按鈕、鍵盤、旋鈕等應(yīng)采用絕緣物,也可以采
用帶塑料薄膜的金屬開關(guān)面板。
22.對(duì)于與內(nèi)部電路無(wú)聯(lián)系的金屬部件,如固定印刷板的金屬鎖簧和起拔拉手,外表涂覆絕緣層,
增加其絕緣強(qiáng)度,并與印制板內(nèi)部電路(包括信號(hào)和地線層)隔離至少5mm以上。
23.金屬機(jī)殼以及與印制板相連的金屬前面板應(yīng)與印制板內(nèi)部電路(包括信號(hào)和地線層)隔離至少
5mm以上。
24.印制板靜電電流泄放通路的地應(yīng)優(yōu)先選擇機(jī)殼地,板上的金屬部件和金屬接插件能就近接機(jī)殼
的應(yīng)就近接機(jī)殼,無(wú)法就近接機(jī)殼的接靜電保護(hù)地環(huán)或工作地,工作地應(yīng)是大面積的地層。
4.3通訊端口的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
對(duì)通訊端口的ESD防護(hù),一般采用TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)保護(hù)器件。
1、TVS的主要參數(shù)及選取原則
選取TVS器件時(shí),主要考慮以下三個(gè)參數(shù):截止電壓VRM,峰值脈沖電流IPP和輸入電容C(又稱結(jié)電容)。
對(duì)于VRM,假使電路正常工作時(shí)的峰值電壓為V工作,則VRM可取值:VRM=(1.1~1.2)V工作,VRM最大不要超過工作電壓的1.4倍。
對(duì)于IPP,應(yīng)選擇該值大于電路中預(yù)期出現(xiàn)的電流值。
對(duì)于輸入電容C的選取,應(yīng)保證不對(duì)電路的正常工作造成影響,不對(duì)傳送的波形產(chǎn)生畸變。假使TVS用于高速電路的ESD防護(hù),其輸入電容C以不大于15pF為宜。
2、E1和Ethernet口的ESD防護(hù)器件推薦
下面的器件是專門用于ESD防護(hù)的器件,其內(nèi)部帶有濾波電路,能夠防ESD接觸放電8kV,空氣放電15kV。該器件可以對(duì)E1和Ethernet口進(jìn)行保護(hù)。
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
第4章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
型號(hào):STF701,SEMTECH公司。
VRM=5V,輸入電容C=65pF。
圖4-4STF701內(nèi)部電路及結(jié)構(gòu)圖
3、串口的ESD防護(hù)器件推薦
假使串口芯片用MAX3242.則有四路收發(fā),八根線,可采用PROTEK公司的SM16LC15C器件對(duì)串口進(jìn)行保護(hù)。
以下圖示器件為高速雙向TVS陣列,8個(gè)信道??梢员Wo(hù)4個(gè)串口。防靜電大于40kV。
其參數(shù)為VRM=15V,C=15pF。
公司代碼為:12600040。
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
電子通訊設(shè)備靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
圖4-5SM16LC15C內(nèi)部電路及結(jié)構(gòu)圖
假使串口芯片用MAX3223.則有兩路收發(fā),四根線,可采用PROTEK公司的SMDA15LCC器件對(duì)串口進(jìn)行保護(hù)。
其參數(shù)為VRM=15V,C=15pF。
該器件公司目前沒有代碼(只有SMDA05LCC.代碼12600066)。
假使串口芯片用MAX3221.則為單路收發(fā),兩根線,可采用PROTEK公司的SM8LC12器件對(duì)串口進(jìn)行保護(hù)。
其參數(shù)為VRM=12V,C=25pF。
公司代碼為:12600043。
圖4-6SM8LC12內(nèi)部電路及封裝圖
不過,對(duì)上述串口芯片MAX3223和MAX3221,它們都有對(duì)應(yīng)的內(nèi)部自帶ESD保護(hù)(15kV)的型號(hào),分別為MAX3223E和MAX3221E,可以直接選用。選中用MAX3223E和MAX3221E時(shí),不需要再加ESD保護(hù)器件。
4、10/100M以太網(wǎng)口的ESD防護(hù)器件推薦
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電子通訊設(shè)備ESD防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范和指南
第4章ESD防護(hù)設(shè)計(jì)要求
以太網(wǎng)接口可以采用以下的ESD、浪涌保護(hù)電路:
保護(hù)器件SLVU2.8-4由SEMTECH公司供應(yīng),其參數(shù)為VRM=2.8V,C=5pF。公司代碼為:12600063。
保護(hù)器件SMDA05LCC由PROTEK公司供應(yīng),其參數(shù)為VRM=5V,C=15pF。公司代碼為:12600066。
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第五章典型案例
5.1某寬帶園區(qū)接入產(chǎn)品防靜電設(shè)計(jì)
該產(chǎn)品防靜電設(shè)計(jì)方案可以歸納如下:
1)接地系統(tǒng)分工作地、-48V電源地、保護(hù)地和機(jī)殼地。
2)機(jī)箱外殼采用整體折彎工藝,使插箱外形一次成型,采用整體框架式結(jié)構(gòu),機(jī)箱上下導(dǎo)軌采用整體金屬式導(dǎo)軌板,并在框架主體上設(shè)置有機(jī)殼接地螺釘,保證系統(tǒng)整體搭接良好。
3)單板通過上下兩邊的鍍錫層在導(dǎo)軌槽中滑動(dòng),為保證導(dǎo)軌槽與單板鍍錫層良好接觸,在導(dǎo)軌槽兩邊加裝導(dǎo)軌簧片;為了保證前面板之間良好搭接,面板與面板之間通過連接彈性指簧來(lái)消除間隙。
4)系統(tǒng)外接端口包括有百兆以太網(wǎng)電接口(RJ45插座)、百兆以太網(wǎng)光接口、千兆以太網(wǎng)光接口、232串口(采用RJ45插座)和VDSL線路用戶端口。以上端口采用VDSL線路用戶端口從背板出線,其余非用戶端口
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