【導(dǎo)讀】如今隨著各種IC體積的越來(lái)越小，使得數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)計(jì)的趨勢(shì)往小巧方向發(fā)展,讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)中越來(lái)越注意數(shù)碼產(chǎn)品的靜電防護(hù)。本文主要介紹數(shù)碼產(chǎn)品的靜電防護(hù)中靜電的特點(diǎn)和PCB設(shè)計(jì)中的靜電防護(hù)。
如今隨著各種IC體積的越來(lái)越小，使得數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)計(jì)的趨勢(shì)往小巧方向發(fā)展,讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)中越來(lái)越注意數(shù)碼產(chǎn)品的靜電防護(hù)。
靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)：
1. 隱蔽性 人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺(jué),這是因?yàn)槿梭w能感知的靜電放電電壓為2－3 KV,所以靜電具有隱蔽性。
2. 潛在性 有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。
3. 隨機(jī)性 電子元件甚么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說(shuō)，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性。其損壞也具有隨機(jī)動(dòng)性性。
4.復(fù)雜性 靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢(qián)，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺(jué)地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。
所以我們說(shuō)靜電防護(hù)防護(hù)在我們常用的電子消費(fèi)類(lèi)終端產(chǎn)品，特別是日益增多的各類(lèi)數(shù)碼產(chǎn)品中體現(xiàn)的尤為重要。靜電放電引起的元器件擊穿損害是電子工業(yè)最普遍、最嚴(yán)重的靜電危害，它分硬擊穿和軟擊穿。硬擊穿是一次性造成元器件介質(zhì)擊穿、燒毀或永久性失效；軟擊穿則是造成器件的性能劣化或參數(shù)指標(biāo)下降。而冬天人體產(chǎn)生的靜電非常強(qiáng)烈而且頻繁，當(dāng)我們接觸手機(jī)、IPAD或MP3等手持電子設(shè)備時(shí)，靜電常常通過(guò)人體引入電子設(shè)備中；而目前的電子產(chǎn)品廣泛采用大規(guī)模的集成電路，如果沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的靜電防護(hù)，輕則引起芯片復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失、關(guān)機(jī)等現(xiàn)象，重則擊穿芯片造成永久性破壞，給我們的日常生活帶來(lái)不必要的麻煩和經(jīng)濟(jì)上的損失。
靜電防護(hù)的主要措施有：靜電的泄漏和耗散、靜電中和、靜電屏蔽與接地、增濕等，另外也可以通過(guò)用靜電抑制器作為防護(hù)器件來(lái)進(jìn)行靜電防護(hù)。
數(shù)碼產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)中的靜電防護(hù)
在數(shù)碼產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中必須遵循抗靜電釋放的設(shè)計(jì)規(guī)則，要知道數(shù)碼產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中都是處在一個(gè)充滿(mǎn)靜電的環(huán)境里。數(shù)碼產(chǎn)品的靜電防護(hù)是多方面的，必須從數(shù)碼產(chǎn)品的立項(xiàng)開(kāi)始便從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、零件的選擇、組裝及使用環(huán)境等多方面全面考慮。其中，PCB的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品ESD的靜電防護(hù)可以說(shuō)是至關(guān)重要的，是電子工程師應(yīng)該特別關(guān)注的一個(gè)方面。
PCB靜電防護(hù)的設(shè)計(jì)考慮也是多方面的，例如：如何減少回路面積，如何使走線(xiàn)更短，如何使PCB接地面積更大，如何使零件與靜電源更好的隔離，PCB接之地線(xiàn)須低阻抗且要有良好的隔離，Power / Ground Layout在板中間較在四周好，被保護(hù)IC前加專(zhuān)門(mén)防靜電的器件（ESD保護(hù)器件盡量靠近端口位置）等等。但概括起來(lái)只有三點(diǎn)：吸收、躲避以及加強(qiáng)防護(hù)（包括機(jī)構(gòu)防護(hù)及電子線(xiàn)路防護(hù)，要求電子工程師與機(jī)構(gòu)工程師相互配合找到最佳方案）。
如果手持?jǐn)?shù)碼產(chǎn)品是金屬外殼，靜電的問(wèn)題一定更加明顯，LCD也恐怕會(huì)出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象。如果你沒(méi)辦法改變現(xiàn)有的金屬材質(zhì)，那建議在機(jī)構(gòu)內(nèi)部加上防電材料，在端口接入處加入靜電防護(hù)器件。當(dāng)然，如何操作要看你的產(chǎn)品的具體要求了。
我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初考慮的越全面，產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)遇到的靜電失效問(wèn)題將會(huì)越少，也能最大程度避免靜電問(wèn)題產(chǎn)生后才想補(bǔ)救措施，工程就比較浩大了。產(chǎn)品的防靜電是一項(xiàng)細(xì)致煩雜的工作，工程師必須精通靜電釋放的原理及基本原則，了解靜電釋放的危害性及一般防護(hù)手段，并且了解試驗(yàn)環(huán)境實(shí)對(duì)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。在工作實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)，不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，才能不斷的提高電路板防靜電設(shè)計(jì)的能力。當(dāng)然產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不同所相對(duì)的靜電防護(hù)措施也相應(yīng)的不同，另外如果前期沒(méi)有做好靜電防護(hù)把關(guān)后面才想改造所需要考慮的問(wèn)題就更多。
