中心議題：

• ESD產(chǎn)生的機(jī)理
• 電路板設(shè)計(jì)抗ESD規(guī)則

解決方案：

• 電子設(shè)備與下列各項(xiàng)之間的路徑長(zhǎng)度超過20mm
• 增加接縫處的路徑長(zhǎng)度
• 用聚脂薄膜帶來覆蓋接縫以及安裝孔
• 使用帶塑料軸的開關(guān)和操縱桿

許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師通常在產(chǎn)品進(jìn)入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)時(shí)才著手考慮抗靜電釋放(ESD)的問題。如果電子設(shè)備不能通過抗靜電釋放測(cè)試，他們就會(huì)加班加點(diǎn)找尋不破壞原有設(shè)計(jì)的解決方案。然而，最終的方案通常都要采用昂貴的元器件，還要在制造過程中采用手工裝配，甚至需要重新設(shè)計(jì)，因此，產(chǎn)品的進(jìn)度勢(shì)必受到影響。即使對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和設(shè)計(jì)工程師，也可能并不知道設(shè)計(jì)中的哪些部分有利于抗ESD。大多數(shù)電子設(shè)備在生命期內(nèi)99%的時(shí)間都處于一個(gè)充滿ESD的環(huán)境之中，ESD可能來自人體、家具、甚至設(shè)備自身內(nèi)部。電子設(shè)備完全遭受ESD損毀比較少見，然而ESD干擾卻很常見，它會(huì)導(dǎo)致設(shè)備鎖死、復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失和不可靠。其結(jié)果可能是：在寒冷干燥的冬季電子設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障現(xiàn)象，但是維修時(shí)又顯示正常，這樣勢(shì)必影響用戶對(duì)電子設(shè)備及其制造商的信心。

ESD產(chǎn)生的機(jī)理
　　
要防止ESD，首先必須知道ESD是什么以及ESD進(jìn)入電子設(shè)備的過程。一個(gè)充電的導(dǎo)體接近另一個(gè)導(dǎo)體時(shí)，就有可能發(fā)生ESD。首先，兩個(gè)導(dǎo)體之間會(huì)建立一個(gè)很強(qiáng)的電場(chǎng)，產(chǎn)生由電場(chǎng)引起的擊穿。兩個(gè)導(dǎo)體之間的電壓超過它們之間空氣和絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電弧。在0.7ns到10ns的時(shí)間里，電弧電流會(huì)達(dá)到幾十安培，有時(shí)甚至?xí)^100安培。電弧將一直維持直到兩個(gè)導(dǎo)體接觸短路或者電流低到不能維持電弧為止,ESD的產(chǎn)生取決于物體的起始電壓、電阻、電感和寄生電容：　　
1.可能產(chǎn)生電弧的實(shí)例有人體、帶電器件和機(jī)器。　　
2.可能產(chǎn)生尖峰電弧的實(shí)例有手或金屬物體。　　
3.可能產(chǎn)生同極性或者極性變化的多個(gè)電弧的實(shí)例有家具。

ESD可以通過五種耦合途徑進(jìn)入電子設(shè)備：　　
1.初始的電場(chǎng)能容性耦合到表面積較大的網(wǎng)絡(luò)上，并在離ESD電弧100mm處產(chǎn)生高達(dá)4000V/m的高壓。　　

2.電弧注入的電荷/電流可以產(chǎn)生以下的損壞和故障：　　
a.穿透元器件內(nèi)部薄的絕緣層，損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極(常見)。
b.CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死(常見)。
c.短路反偏的PN結(jié)(常見)。
d.短路正向偏置的PN結(jié)(少見)。
e.熔化有源器件內(nèi)部的焊接線或鋁線(少見)。　　

3.電流會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體上產(chǎn)生電壓脈沖(V=L×dI/dt)，這些導(dǎo)體可能是電源、地或信號(hào)線，這些電壓脈沖將進(jìn)入與這些網(wǎng)絡(luò)相連的每一個(gè)元器件(常見)。　　

4.電弧會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頻率范圍在1MHz到500MHz的強(qiáng)磁場(chǎng)，并感性耦合到臨近的每一個(gè)布線環(huán)路，在離ESD電弧100mm遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生高達(dá)15A/m的電流。　　

5.電弧輻射的電磁場(chǎng)會(huì)耦合到長(zhǎng)的信號(hào)線上，這些信號(hào)線起到接收天線的作用(少見)。ESD會(huì)通過各種各樣的耦合途徑找到設(shè)備的薄弱點(diǎn)。ESD頻率范圍寬，不僅僅是一些離散的頻點(diǎn)，它甚至可以進(jìn)入窄帶電路中。為了防止ESD干擾和損毀，必須隔離這些路徑或者加強(qiáng)設(shè)備的抗ESD能力。描述了對(duì)可能出現(xiàn)的ESD的防范措施以及發(fā)揮作用的場(chǎng)合防患于未然　　

塑料機(jī)箱、空氣空間和絕緣體可以屏蔽射向電子設(shè)備的ESD電弧。除利用距離保護(hù)以外，還要建立一個(gè)擊穿電壓為20kV的抗ESD環(huán)境。
　　
A1.確保電子設(shè)備與下列各項(xiàng)之間的路徑長(zhǎng)度超過20mm。
　　
1.包括接縫、通風(fēng)口和安裝孔在內(nèi)任何用戶能夠接觸到的點(diǎn)。在電壓一定的情況下，電弧通過介質(zhì)的表面比通過空氣傳播得更遠(yuǎn)。　
　
2.任何用戶可以接觸到的未接地金屬，如緊固件、開關(guān)、操縱桿和指示器。　
　
A2.將電子設(shè)備裝在機(jī)箱凹槽或槽口處來增加接縫處的路徑長(zhǎng)度。　　
A3.在機(jī)箱內(nèi)用聚脂薄膜帶來覆蓋接縫以及安裝孔，這樣延伸了接縫/過孔的邊緣，增加了路徑長(zhǎng)度。　　
A4.用金屬帽或者屏蔽塑料防塵蓋罩住未使用或者很少使用的連接器。　　
A5.使用帶塑料軸的開關(guān)和操縱桿，或?qū)⑺芰鲜直?套子放在上面來增加路徑長(zhǎng)度。避免使用帶金屬固定螺絲的手柄。　　
A6.將LED和其它指示器裝在設(shè)備內(nèi)孔里，并用帶子或者蓋子將它們蓋起來，從而延伸孔的邊沿或者使用導(dǎo)管來增加路徑長(zhǎng)度。　　
A7.延伸薄膜鍵盤邊界使之超出金屬線12mm，或者用塑料企口來增加路徑長(zhǎng)度。　　
A8.將散熱器靠近機(jī)箱接縫，通風(fēng)口或者安裝孔的金屬部件上的邊和拐角要做成圓弧形狀。　　
A9.塑料機(jī)箱中，靠近電子設(shè)備或者不接地的金屬緊固件不能突出在機(jī)箱中。　　
A10.如果產(chǎn)品不能通過桌面/地面或者水平耦合面的間接ESD測(cè)試，可以安裝一個(gè)高支撐腳使之遠(yuǎn)離桌面或地面。　　
A11.在觸摸橡膠鍵盤上，確保布線緊湊并且延伸橡膠片以增加路徑長(zhǎng)度。　　
A12.在薄膜鍵盤電路層周圍涂上粘合劑或密封劑。　　
A13.在機(jī)箱箱體接合處，要使用耐高壓硅樹脂或者墊圈實(shí)現(xiàn)密閉、防ESD、防水和防塵。