陶世懷

【摘要】 電子通信產(chǎn)品ESD防護設(shè)計情況直接關(guān)系著設(shè)備的質(zhì)量與使用情況，會不同程度的影響著設(shè)備經(jīng)銷商對產(chǎn)品的推廣，對于企業(yè)的經(jīng)濟與社會效益都有著重要影響，這些問題都對產(chǎn)品在市場競爭中的地位及未來的生存與發(fā)展起到重要作用。所以，在進行電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)過程中，ESD防護設(shè)計是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。因此，本研究主要介紹了ESD對電子通訊產(chǎn)品的危害，電子通信產(chǎn)品 ESD 防護設(shè)計中的缺陷，電子通信產(chǎn)品靜電防護設(shè)計的要求及注意事項，并探討了電子通訊產(chǎn)品ESD防護設(shè)計的方法。

【關(guān)鍵詞】 電子通信產(chǎn)品 ESD防護 危害 設(shè)計缺陷 設(shè)計方法

引言

ESD通俗來講就是指的靜電釋放，它可以實現(xiàn)電子通信產(chǎn)品中所帶電荷的快速綜合，而其電能則主要來源于靜電源，當電子元件感應(yīng)到靜電源提供的電能流之后會快速放電。當一些電子通信產(chǎn)品直接與人身體的某部分進行密切接觸時，會使其中的電子元件產(chǎn)生靜電。人們?yōu)榱私鉀Q這一問題，引出了ESD 防護的概念，通過ESD 防護可以有效抑制電子產(chǎn)品出現(xiàn)靜電，使其產(chǎn)生的靜電能夠快速的泄漏，實現(xiàn)靜電快速綜合，進而避免更多的靜電在電子元件中逐漸增加與積累的過程中，誘發(fā)爆炸、電擊、火災(zāi)等各種安全事故。

一、ESD 對電子通信的危害

1.1 ESD 造成電子元件的損壞

ESD防護在釋放靜電的過程中，也會有部分電流的產(chǎn)生，而這部分電流會一定程度上使周圍的電磁場發(fā)生變化，而這會導(dǎo)致信號發(fā)生錯誤，因為電子元件接收的信號也會隨著這種磁場變動而發(fā)生相應(yīng)的改變，有時候還會使用戶在操作電子產(chǎn)品時面臨產(chǎn)品死機或出錯等情況，這是因為這種磁場變動也會影響到電子元件內(nèi)部的數(shù)字邏輯電路。

1.2 ESD 引發(fā)邏輯電路發(fā)送錯誤信息和動作

我們可以講靜電釋放簡單的理解為脈沖干擾。在進行靜電釋放時，受到脈沖干擾的影響，使得設(shè)備敏感電路與其進行藕合，因此，就會使其內(nèi)部發(fā)送出錯誤信息，造成電子產(chǎn)品故障。高壓靜電可以吸附空氣中的塵埃顆粒，同時會污染電子通訊設(shè)備中的電子元件，使電子元件減弱其絕緣電阻能力，降低其工作效率，甚至使設(shè)備元件損壞，造成電子元件失效，無法正常工作。

二、電子通信產(chǎn)品 ESD 防護設(shè)計缺陷

2.1 EOS 和 ESD 的區(qū)別

ESD 實際上是 EOS 的一種，二者是一種包含與被包含的關(guān)系，但是，在進行電子通信產(chǎn)品 ESD 防護設(shè)計時，部分設(shè)計人員，由于自身疏忽而不能準確的對二者進行區(qū)分，就會在裝置 ESD 過程中錯誤的運用了EOS防護要求，根據(jù)EOS防護要求進行安裝，最終不能讓通信產(chǎn)品 ESD 防護效果得到有效發(fā)揮。

2.2 系統(tǒng)類型識別

因為電子通訊設(shè)備類型有所差異，其采用的靜電防護措施也相應(yīng)的有所差異。所以，在進行電子通信產(chǎn)品 ESD 防護設(shè)計過程中，一定要首先弄清楚系統(tǒng)類型，根據(jù)不同的系統(tǒng)設(shè)備類別來確定最終的設(shè)計方案。但是，現(xiàn)在部分設(shè)計人員在設(shè)計過程中卻往往忽略了這一點，不能正確的識別與選擇合適的ESD 防護方案。

三、電子通信產(chǎn)品靜電防護設(shè)計的要求及注意事項

3.1 根據(jù)實際需求確定ESD防護標準與管理方法

因為ESD防護的具體要求是存在著明顯差異的，所以，其應(yīng)用范圍也有所差異，并能夠在不同的地點合理應(yīng)用。比如，在ESD防護在工業(yè)和軍事兩個領(lǐng)域的應(yīng)用就存在著明顯的不同。

所以，各企業(yè)單位應(yīng)根據(jù)其實際情況，結(jié)合具體標準與要求，提供詳細具體的ESD防護設(shè)計方案，明確電子通信產(chǎn)品的ESD包裝、電路設(shè)計以及操作等，并制定詳細的操作流程，提供有效的ESD防護措施。另外，還要加強ESD管理，明確需要執(zhí)行的ESD防護方案情況、檢測方案是否有效可行，人員訓(xùn)練情況，以及ESD防護設(shè)施維護費用等，進一步發(fā)現(xiàn)與改進不合理的管理辦法與措施，實現(xiàn)ESD防護方案優(yōu)化，提高ESD防護效果。

3.2 有針對性的考慮ESD防護

在進行電子通信產(chǎn)品設(shè)計時，需要充分考慮到ESD防護，盡量避免在后期的生產(chǎn)與運營過程中，電子通信產(chǎn)品由于靜電釋放問題而重新設(shè)計，由此將會產(chǎn)生更高的生產(chǎn)成本，同時不能在預(yù)定的生產(chǎn)周期內(nèi)完成既定任務(wù)。同時，當某一電子通信產(chǎn)品已經(jīng)基本完成，并即將投入生產(chǎn)與運營時，再增加ESD防護設(shè)計，那么ESD防護效果也會低于其本來的防護效果，所以，在產(chǎn)品設(shè)計初期就應(yīng)該充分考慮到ESD防護是一項十分重要的工作。

3.3 電子元器件結(jié)構(gòu)及其整體設(shè)計要求

在進行電子通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為能夠防止由于金屬外露出現(xiàn)設(shè)備回路情況，可通過絕緣膠布將其纏裹起來。但是因為過高的靜電電位，盡管靜電的電荷量不多，也使用了絕緣涂層或是涂料外殼，仍然會使電子元件受到由于靜電釋放引起的不同程度的功能損傷，降低其工作效率。

四、電子通信產(chǎn)品ESD防護設(shè)計

4.1 電子通信產(chǎn)品機殼ESD防護設(shè)計

電子通信產(chǎn)品靜電的抗干擾性與自身的搭接情況存在著密切關(guān)系，如果電子通信產(chǎn)品的搭接效果尚佳，也會使靜電釋放的速度變快，其靜電抗干擾性也會增強。所以，在機殼的ESD防護設(shè)計中，盡量不要在金屬零件中出現(xiàn)尖銳的邊緣，為有效防止出現(xiàn)二次電弧，可以在機殼外露面涂復(fù)絕緣漆，使得內(nèi)部電路與機殼之間保持相應(yīng)距離。

4.2印刷電路板ESD防護設(shè)計

因為印刷電路板上的信號與地、電源與地等全部回路，對瞬時靜電電流所產(chǎn)生磁場的敏感性很強，所以，我們可以再適當?shù)姆秶鷥?nèi)增加PCB上的回路面積，而結(jié)合相關(guān)標準與要求適當?shù)目s短其引線。安裝在印制板上具有金屬外殼的電子通信產(chǎn)品元器件，金屬外殼需要接地。

另外，為保障安全，印刷電路板中的雙層板，采用雙列直插式封裝的集成電路，要盡量使地線與電源線靠近。由于ESD防護設(shè)計過程中產(chǎn)生的靜電干擾脈沖，具有較大的高頻分量，所以，為有效抑止靜電干擾，要對信號進線與電源進線之間采用濾波器進行濾波操作，對地和電源之間使用高頻的電容器去耦。

采用濾波去耦防還需要注意以下事項：一是若電源的引線長度過長，PCB雙層板要使電源線盡可能的接近地線，并在地與電源之間建立去耦電容；二是用LC網(wǎng)絡(luò)對功能單板中的電源輸入端進行濾波；三是在地與集成電路的電源之間設(shè)置去耦電容，并確保其在同一個芯片的接地端與電源端并接。

五、結(jié)論

綜上所述，電子通信產(chǎn)品的電子系統(tǒng)本身的復(fù)雜性與多樣性特點，以及電子通信產(chǎn)品的ESD防護設(shè)計廣泛的涉及面，決定兩個電子通信產(chǎn)品進行ESD防護設(shè)計的復(fù)雜性，需要全面考慮各方面因素。

在電子通信產(chǎn)品的設(shè)計初期，為保障其高質(zhì)量與高效益，就要首先考慮ESD防護，并結(jié)合ESD防護要求與標準，將ESD防護作為產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進行有針對性的設(shè)計，選擇最佳的設(shè)計方案，達到技術(shù)與經(jīng)濟等多方面的可行性要求，從而保障ESD防護效用的真正發(fā)揮。

參 考 文 獻

[1]苗萌.ESD防護設(shè)計的若干問題研究[D].浙江大學(xué).2012-03

[2]唐保軍.新型ESD防護器件與電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計及特性分析[D].西安電子科技大學(xué).2010-01

[3]李立.RFIC的ESD防護電路與優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué).2012-04

[4]李松； 曾傳濱； 羅家?。?韓鄭生.提高集成電路ESD防護能力的仿真方法[J].半導(dǎo)體技術(shù).2013-10

[5]徐金華； 劉光斌； 余志勇.ESD防護控制的一些看法[J].艦船電子工程.2005-10

[6]張華.關(guān)于電子通信產(chǎn)品三防設(shè)計的改進探討[J].科技風(fēng)，2011（10）：48.

[7]田紅緯，蔡旭，陸震宇.ESD防護在變流器功率單元組裝中的應(yīng)用[J].機電信息，2013（09）：116-118