靜電防護(hù)設(shè)計(jì)

靜電防護(hù)(ESD)設(shè)計(jì)ESD(ElectrostaticDischarge)是靜電放電的簡(jiǎn)稱。非導(dǎo)電體由于摩擦，加熱或與其它帶靜電體接觸而產(chǎn)生靜電荷，當(dāng)靜電荷累積到一定的電場(chǎng)梯度時(shí)(GradientofField)時(shí)，便會(huì)發(fā)生弧光(Arc),或產(chǎn)生吸力(MechanicalAttraction).此種因非導(dǎo)電體靜電累積而以電弧釋放出能量的現(xiàn)象就稱為ESD。8-1影響物體帶靜電的因素材料因素電導(dǎo)體---電荷易中和，故不致于累積靜電荷。非電導(dǎo)體---電阻大，電荷不宜中和(Recombination)，故造成電荷累積.兩接觸材料(非導(dǎo)電體)之間的相對(duì)電介常數(shù)(DielectricConstant)越大，越容易帶靜電。TriboelectricTable當(dāng)材料的表面電阻大于109ohms/square時(shí)，較容易帶靜電.0ohms/square~106ohms/square導(dǎo)體106ohms/square~109ohms/square非靜電材質(zhì)109ohms/square~s 易引起靜電材質(zhì)防靜電材料之表面電阻值導(dǎo)電PEFOAM 104~106ohms/square抗靜電袋 108~1012ohms/square抗靜電材質(zhì)10~108ohms-cm抗靜電材質(zhì)空氣中的相對(duì)濕度越低，物體越容易帶靜電ESD的參數(shù)特性電容ESD的基本關(guān)系式：V=Q/CQ為物體所帶的靜電量，當(dāng)Q固定時(shí)，帶靜電物體的電容越低，所釋放的ESD電壓越高。通常女人的電容比男人高，一般人體的電容介于80pfd~500pfd之間.電壓ESD所釋放的電壓，時(shí)造成IC組件故障的主要原因之一。人體通常因摩擦所造成的靜電放電電壓介于10~15kV,所能產(chǎn)生的ESD電壓最高不超過35~40kV的上限。人體所能感應(yīng)的ESD電壓下限為3~4kV能量W=1/2*CV2典型的ESD能量約在17milijoules,即當(dāng)C=150pfd,V=15kV時(shí)W=1/2*150*1012*(15*103)2=17*103joules(焦耳)極性物體所帶的靜電有正負(fù)之分，當(dāng)某極性促使該組件趨向ReverseBias時(shí)，則該組件較易被破壞.5.RISETIME(tr)RISETIME---ESD起始脈沖(PULSE)10%到90%ESD電流的尖峰值所須的時(shí)間.Duration---ESD起始脈沖50%到落下脈沖50%之間所經(jīng)過的的時(shí)間使用尖銳的工具放電，產(chǎn)生的ESDRisetime最短，而電流最大.ESD產(chǎn)生可分為五個(gè)階段進(jìn)行:

先期電暈放電(CoronaDischarge),產(chǎn)生RF輻射波.先期電場(chǎng)放電(Pre-discahrgeE-Field)電場(chǎng)放電崩潰(Collapse)磁場(chǎng)放電(DischargeH-Field)電流釋出，并產(chǎn)生瞬時(shí)電壓(TransientVoltage)8-2電子裝備之ESD問題直接放電到電子組件由電壓導(dǎo)致的破壞o以MOS(MetalOxideSemiconductar)DEVICE為主o當(dāng)ESD電壓超過氧化層(如SiO2)的BreakdownVoltage時(shí)，即造成組件破壞.o 由電場(chǎng)引起由電流導(dǎo)致的破壞o以BIPOLAR(Schottky,TTL)DEVICE為主o當(dāng)ESD電流達(dá)到2~5A時(shí)，因焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的高熱(I2t),將ICJUNCTION燒壞.o 由磁場(chǎng)引起1.直接放電到電子設(shè)備外殼當(dāng)帶靜電的人體接觸電子裝備的金屬外殼時(shí)，若該裝備有接地，則ESD電流會(huì)直接流至地線，否則有可能流經(jīng)電子組件再流至GROUND,造成組件的破壞。由于ESD電流是經(jīng)由阻抗最低的路徑向地傳，若是接地線的動(dòng)態(tài)阻抗比箱體到地面/桌面的阻抗低，則可能有箱體傳至地面，此時(shí)可能對(duì)電子線路造成輻射干擾.1.間接放電間接放電----是指帶靜電體不是直接放電到所接觸的設(shè)備部門，而是放電到臨近的金屬件，使ESDPILSE造成電磁場(chǎng)輻射影響電子組件.8-3ESD防護(hù)設(shè)計(jì)?組件層次(ComponentLevel)電路板層次(PCBLevel)

CABLING層次?箱體層次(HousingLevel)其中1,2項(xiàng)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)無關(guān)cabling層次對(duì)于箱體內(nèi)部的FlatCable和PowerCable,要注意避免使用過長(zhǎng)的Cable.為了防止感應(yīng)ESDNoise,必須避免讓Cable太靠近外殼的接縫處.避免使cable與金屬外殼內(nèi)面接觸，以免當(dāng)外殼承受ESD時(shí)，對(duì)Cable造成干擾.對(duì)Cable做屏蔽(Shielding)處理?箱體層次最應(yīng)該注意的是外殼的屏蔽(Shielding)和接地(Grounding).在Shielding方面，ESD和EMI的要求完全相同，ESD必須注意的是：o凡是可從外部接觸到的金屬件(如Switch)，都必須與外殼相連，不