【摘要】ESD對(duì)電子通信產(chǎn)品的危害比較大,電子通信產(chǎn)品在工作中較容易產(chǎn)生靜電,一旦積累過(guò)多,即會(huì)發(fā)生靜電危害。ESD在電子通信產(chǎn)品中被理解為釋放的靜電,為保障電子通信產(chǎn)品的安全工作,必須防護(hù)ESD的危害,為電子通信產(chǎn)品營(yíng)造安全的環(huán)境。因此,本文通過(guò)對(duì)電子通信產(chǎn)品的ESD進(jìn)行研究,分析防護(hù)方式的設(shè)計(jì)架構(gòu),提出電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的優(yōu)化的對(duì)策,對(duì)電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)研究具有一定指導(dǎo)意義和借鑒價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】電子通信產(chǎn)品;ESD;防護(hù)設(shè)計(jì)
電子通信產(chǎn)品中很容易出現(xiàn)相互感應(yīng),電荷積累到一定程度后會(huì)通過(guò)ESD的方式排泄,一旦發(fā)生ESD,直接改變電子通信產(chǎn)品周?chē)拇艌?chǎng)分布,干擾電子產(chǎn)品的正常通信,進(jìn)而導(dǎo)致電子產(chǎn)品的信號(hào)失控。
ESD不利于電子通信產(chǎn)品的安全運(yùn)行,據(jù)有關(guān)資料顯示,由于ESD毀壞的通信產(chǎn)品大約占到三分之二的比例,所以需強(qiáng)化ESD的防護(hù)設(shè)計(jì),保障電子通信產(chǎn)品具備安全運(yùn)行的能力。
一、ESD在電子通信產(chǎn)品中的危害
ESD在電子通信產(chǎn)品中的危害非常大,匯總電子通信產(chǎn)品ESD的危害并做如下分析:
1.傳送錯(cuò)誤信息
電子通信產(chǎn)品受到ESD的影響較大,出現(xiàn)錯(cuò)誤的信息指示。例如:ESD中存在脈沖干擾,如果其在電子通信產(chǎn)品內(nèi)發(fā)生放電,會(huì)檢測(cè)到遺留的脈沖,而脈沖能夠干擾電子通信產(chǎn)品的信息傳輸,導(dǎo)致電子通信產(chǎn)品的信息出現(xiàn)錯(cuò)誤、重復(fù)、延發(fā)等現(xiàn)象,在此過(guò)程中,脈沖還會(huì)與電子通信產(chǎn)品中的電路設(shè)計(jì)發(fā)生耦合,增加信息傳輸?shù)呢?fù)擔(dān),因?yàn)殡娮油ㄐ女a(chǎn)品中錯(cuò)誤信息的積累,阻礙內(nèi)部路徑原有的通暢性,所以產(chǎn)品面臨硬件的沖擊破壞[1]。由此可見(jiàn):ESD對(duì)電子通信產(chǎn)品的危害程度,需對(duì)其進(jìn)行有效的防護(hù),才能保障電子通信產(chǎn)品的高質(zhì)量運(yùn)用。
2.元件失效
元件失效屬于直接的危害,特別是在靜電放電的過(guò)程中,大范圍影響電子通信產(chǎn)品周?chē)拇艌?chǎng),磁場(chǎng)變動(dòng)的情況下,元件會(huì)逐漸失效,導(dǎo)致電子通信產(chǎn)品發(fā)出或接收的信號(hào)異常,不能保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。例如:在ESD影響下的電子通信產(chǎn)品,元件存在失效隱患,一旦操作電子通信產(chǎn)品,即會(huì)出現(xiàn)卡機(jī)、癱瘓的現(xiàn)象[2]。
ESD導(dǎo)致元件失效的過(guò)程非常簡(jiǎn)單,是指在放電的狀態(tài)下,元件自身失去原有的功效,還會(huì)損壞元件本身,如果ESD的情況較為嚴(yán)重,有可能會(huì)沖擊整個(gè)電子通信產(chǎn)品,不僅僅是元件失效,而是整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都會(huì)處于死機(jī)狀態(tài)下。
3.污染元件
ESD在電子通信產(chǎn)品中具有顯著的吸附作用,可以吸附空中的漂浮物,促使其集中在電子通信產(chǎn)品的元件表面,影響元件本身的絕緣能力,降低電子通信產(chǎn)品的工作效率?;贓SD的元件污染存在故障隱患,很大程度上會(huì)造成產(chǎn)品故障。
二、電子通信產(chǎn)品ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)
結(jié)合電子通信產(chǎn)品的ESD危害,分析防護(hù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用,例舉ESD中比較重點(diǎn)的防護(hù)設(shè)計(jì),如下:
1.機(jī)殼ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)
機(jī)殼ESD防護(hù)的能力關(guān)系到電子通信產(chǎn)品的防護(hù)水平,而且機(jī)殼是電子通信產(chǎn)品的主要部分,其對(duì)ESD防護(hù)的需求度比較大。電子通信產(chǎn)品機(jī)殼防護(hù)如果達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)增加靜電排放的速度,不會(huì)聚集在電子通信產(chǎn)品內(nèi),提高電子通信產(chǎn)品的抗干擾能力[3]。針對(duì)電子通信產(chǎn)品機(jī)殼的ESD防護(hù),提出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法,如:
(1)電子通信產(chǎn)品的機(jī)殼要實(shí)現(xiàn)充分的接地,可以采用匯集的方式,引導(dǎo)機(jī)殼接地,但是此項(xiàng)ESD防護(hù)設(shè)計(jì)必須存在,為產(chǎn)品防靜電提供最基礎(chǔ)的防護(hù)環(huán)境,有效保護(hù)電子通信產(chǎn)品的機(jī)殼部分;
(2)隔離機(jī)殼部分與電子通信產(chǎn)品的內(nèi)部環(huán)境,還要隔離機(jī)殼與接地線(xiàn)路,避免電子通信產(chǎn)品自身存在ESD危害,保障其具備自我防護(hù)的能力;
(3)合理使用復(fù)絕緣漆,均勻敷設(shè)在機(jī)殼的外表面,規(guī)避ESD感應(yīng)出的電弧風(fēng)險(xiǎn),尤其是在機(jī)殼防護(hù)的接口處,盡量不采用尖銳設(shè)計(jì),提高機(jī)殼邊緣ESD的防護(hù)能力。
2.金屬部件ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)
金屬部件是電子通信產(chǎn)品的核心部分,負(fù)責(zé)通信的基本業(yè)務(wù)。金屬部件的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在整體設(shè)計(jì)中占據(jù)較高的比重,劃分電子通信產(chǎn)品中的金屬部分,提出對(duì)應(yīng)的ESD防護(hù)設(shè)計(jì),如下:
第一,部件本身的ESD防護(hù),防止通信產(chǎn)品內(nèi)部感應(yīng)出靜電電流。
例如:電子通信產(chǎn)品內(nèi)的小型部件,極易與外界發(fā)生接觸,增加ESD的機(jī)率,此類(lèi)部件在防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)加設(shè)薄膜類(lèi)的隔離物件,確保部件的絕緣能力。大多數(shù)電子通信產(chǎn)品內(nèi)包含金屬類(lèi)的部件,而且各項(xiàng)金屬部件處于獨(dú)立的狀態(tài),還需在外層涂抹復(fù)絕緣層,強(qiáng)化ESD的防護(hù)能力,切斷靜電電流的流通途徑。
第二,電子通信產(chǎn)品金屬插件的ESD防護(hù),主要是設(shè)計(jì)靜電電流的排泄路徑。
由于插件構(gòu)成之間的距離非常近,容易受到ESD的干擾影響產(chǎn)品通信的質(zhì)量,所以插件的ESD防護(hù)應(yīng)充分發(fā)揮排泄的優(yōu)勢(shì)。例如:在構(gòu)建金屬插件的過(guò)程中,可以設(shè)置專(zhuān)有的排泄通道,有效轉(zhuǎn)移掉插件上的靜電電荷,避免ESD干擾電子通信產(chǎn)品的整體性能。
3.電路板ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)
電子通信產(chǎn)品的電路板中,包含特定的回路,此類(lèi)回路的敏感性較高,即使電子通信產(chǎn)品中出現(xiàn)輕微的ESD,也會(huì)對(duì)其造成干擾。為提高ESD防護(hù)的能力,電路板會(huì)縮小占有面積,用于排除ESD的影響。例如:某電子通信產(chǎn)品電路板中的信號(hào)線(xiàn),在滿(mǎn)足產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上去除多余的線(xiàn)路,電路板中負(fù)責(zé)安全的線(xiàn)路選擇就近設(shè)計(jì)的方式,保護(hù)電路板的通信質(zhì)量,除此以外,還需對(duì)信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行濾波設(shè)計(jì),排除靜電干擾,目前,電子通信產(chǎn)品中,電路板ESD防護(hù)設(shè)計(jì)基本采用濾波去耦的方式,在電路板的集成部位加設(shè)去耦電容,防止ESD干擾電子通信產(chǎn)品的運(yùn)用。
三、電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的優(yōu)化
電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)需要優(yōu)化措施,提高ESD防護(hù)設(shè)計(jì)的能力。基于電子通信產(chǎn)品的需求,針對(duì)ESD防護(hù)設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)優(yōu)化措施,如下:
1.遵循對(duì)應(yīng)防護(hù)
ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)需在電子通信產(chǎn)品的初始階段進(jìn)行,充分發(fā)揮ESD防護(hù)的優(yōu)勢(shì),全面進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì),嚴(yán)格遵循電子通信產(chǎn)品在ESD防護(hù)方面的需求,待電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)設(shè)計(jì)完成后,還需對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、測(cè)試,確保其在運(yùn)用中具備防靜電的能力,如果發(fā)現(xiàn)不合理的防護(hù)設(shè)計(jì),需結(jié)合實(shí)際情況,不斷進(jìn)行修正、改進(jìn),以便確定ESD防護(hù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。
2.提高ESD防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)
ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在電子通信產(chǎn)品中有明確的標(biāo)準(zhǔn)控制,不僅要達(dá)到產(chǎn)品本身的防靜電水平,更要達(dá)到產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)的實(shí)際要求,如此才可發(fā)揮ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)價(jià)值,穩(wěn)定電子通信產(chǎn)品的應(yīng)用[4]。ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品防靜電方面起到約束、控制的作用,一方面改善電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的環(huán)境,另一方面保障ESD防護(hù)的可靠性,進(jìn)而提高電子通信產(chǎn)品的應(yīng)用能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,ESD的防護(hù)設(shè)計(jì),涉及到諸多內(nèi)容,再加上電子通信產(chǎn)品在ESD防護(hù)中的標(biāo)準(zhǔn)要求,增加防護(hù)設(shè)計(jì)的難度。從目前來(lái)看,電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì),處于不斷優(yōu)化的狀態(tài),排除以往防護(hù)設(shè)計(jì)方案中的不足之處,完善ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在電子通信產(chǎn)品中的應(yīng)用,保障其具備靜電防護(hù)的條件,提高電子通信產(chǎn)品ESD的防護(hù)能力,對(duì)電子通信產(chǎn)品服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展具有里程碑意義。
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作者簡(jiǎn)介:王靜(1985—),中國(guó)海洋大學(xué)碩士,研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信。