最近在做電子產品的ESD測試，從不同的產品的測試結果發現，這個ESD是一項很重要的測試：如果電路板設計的不好，當引入靜電後，會引起產品的死機甚至是元器件的損壞。以前隻注意到ESD會損壞元器件

，沒有想到，對於電子產品也要引起足夠的重視。

 

ESD，也就是我們常說的靜電釋放(Electro-Static discharge)。從學習過的知識中可以知道

，靜電是一種自然現象，通常通過接觸
、摩擦
、電器間感應等方式產生，其特點是長時間積聚
、高電壓(可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電)、低電量
、小電流和作用時間短的特點。對於電子產品來說，如果ESD設計沒有設計好
，常常造成電子電器產品運行不穩定
，甚至損壞。

 

在做ESD放電測試時通常采用兩種方法：接觸放電和空氣放電。接觸放電就是直接對待測設備進行放電;空氣放電也稱為間接放電，是強磁場對鄰近電流環路耦合產生。這兩種測試的測試電壓一般為2KV-8KV，不同地區要求不一樣，因此在設計之前
，先要弄清楚產品針對的市場。

 

以(yi)上(shang)兩(liang)種(zhong)情(qing)況(kuang)是(shi)針(zhen)對(dui)人(ren)體(ti)在(zai)接(jie)觸(chu)到(dao)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)時(shi)，因(yin)人(ren)體(ti)帶(dai)電(dian)或(huo)其(qi)他(ta)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)不(bu)能(neng)工(gong)作(zuo)而(er)進(jin)行(xing)的(de)基(ji)本(ben)測(ce)試(shi)。下(xia)圖(tu)是(shi)一(yi)些(xie)地(di)區(qu)在(zai)一(yi)年(nian)中(zhong)不(bu)同(tong)月(yue)份(fen)的(de)空(kong)氣(qi)濕(shi)度(du)統(tong)計(ji)。從(cong)圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)Lasvegas全年的濕度最少，該地區的電子產品要特別注意ESD的保護。

全(quan)球(qiu)各(ge)地(di)的(de)濕(shi)度(du)情(qing)況(kuang)不(bu)一(yi)樣(yang)，但(dan)是(shi)同(tong)時(shi)在(zai)一(yi)個(ge)地(di)區(qu)，若(ruo)空(kong)氣(qi)濕(shi)度(du)不(bu)一(yi)樣(yang)，產(chan)生(sheng)的(de)靜(jing)電(dian)也(ye)不(bu)相(xiang)同(tong)。下(xia)表(biao)是(shi)搜(sou)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)，從(cong)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)靜(jing)電(dian)隨(sui)著(zhe)空(kong)氣(qi)濕(shi)度(du)的(de)減(jian)小(xiao)而(er)變(bian)大(da)。這(zhe)也(ye)間(jian)接(jie)的(de)說(shuo)明(ming)北(bei)方(fang)的(de)冬(dong)天(tian)，脫(tuo)毛(mao)衣(yi)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)靜(jing)電(dian)火(huo)花(hua)很(hen)大(da)的(de)原(yuan)因(yin)。

既然靜電這麼大的為危害，我們如何進行防護呢?我們在進行靜電防護設計時通常分三步走：防止外部電荷流入電路板而產生損壞;防止外部磁場對電路板產生損壞;防止靜電場產生的危害。

在實際電路設計中我們會采用以下幾種方法的一種或幾種來進行靜電保護：

 

 

這也是設計中經常用到的一種方法，典型做法就是在關鍵信號線並聯一雪崩二極管到地。

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該法是利用雪崩二極管快速響應並且具有穩定鉗位的能力，可以在較短的時間內消耗聚集的高電壓進而保護電路板。

 

 

該做法通常將耐壓至少為1.5KV的陶瓷電容放置在I/O連(lian)接(jie)器(qi)或(huo)者(zhe)關(guan)鍵(jian)信(xin)號(hao)的(de)位(wei)置(zhi)，同(tong)時(shi)連(lian)接(jie)線(xian)盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)短(duan)，以(yi)便(bian)減(jian)小(xiao)連(lian)接(jie)線(xian)的(de)感(gan)抗(kang)。若(ruo)采(cai)用(yong)了(le)耐(nai)壓(ya)低(di)的(de)電(dian)容(rong)，會(hui)引(yin)起(qi)電(dian)容(rong)的(de)損(sun)壞(huai)而(er)失(shi)去(qu)保(bao)護(hu)的(de)作(zuo)用(yong)。

 

 

鐵氧磁珠可以很好的衰減ESD電流
，並且還能抑製輻射。當麵臨著兩方麵問題時，一個鐵氧磁珠會時一個很不錯的選擇。

 

這zhe種zhong方fang法fa是shi在zai一yi份fen材cai料liao中zhong看kan到dao的de，具ju體ti做zuo法fa是shi在zai銅tong皮pi構gou成cheng的de微wei帶dai線xian層ceng使shi用yong尖jian端duan相xiang互hu對dui準zhun的de三san角jiao銅tong皮pi構gou成cheng，三san角jiao銅tong皮pi一yi端duan連lian接jie在zai信xin號hao線xian，另ling一yi個ge三san角jiao銅tong皮pi連lian接jie地di。當dang有you靜jing電dian時shi會hui產chan生sheng尖jian端duan放fang電dian進jin而er消xiao耗hao電dian能neng。

 

 

LC組成的濾波器可以有效的減小高頻靜電進入電路。電感的感抗特性能很好的抑製高頻ESD進入電路，而電容有分流了ESD的高頻能量到地。同時
，該類型的濾波器還可以圓滑信號邊緣而較小RF效應
，性能方麵在信號完整性方麵又有了進一步的提高。

 

 

當資金允許的情況下
，選擇多層板也是一種有效防止ESD的一種手段。在多層板中
，由於有了一個完整的地平麵靠近走線
，這樣可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平麵上，進而保護關鍵信號的作用。

 

 

這zhe種zhong方fang法fa通tong常chang是shi在zai電dian路lu板ban周zhou圍wei畫hua出chu不bu加jia組zu焊han層ceng的de走zou線xian。在zai條tiao件jian允yun許xu的de情qing況kuang下xia將jiang該gai走zou線xian連lian接jie至zhi外wai殼ke，同tong時shi要yao注zhu意yi該gai走zou線xian不bu能neng構gou成cheng一yi個ge封feng閉bi的de環huan
，以yi免mian形xing成cheng環huan形xing天tian線xian而er引yin入ru更geng大da的de麻ma煩fan。

 

 

這種方法是利用了隔離的原理進行電路板的保護
，由於這些器件有了鉗位二極管的保護，在實際電路設計中減小了設計的複雜度。

 

 

這些去耦電容要有低的ESL和ESR數值，對於低頻的ESD來說
，去耦電容減小了環路的麵積，由於其ESL的作用使電解質作用減弱，可以更好的濾除高頻能量。