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静电放电

为什么要防护静电放电?

demi /

微电子电路面临的风险比以往任何时候都大,罪魁祸首是静电放电(ESD)。这些祸害是隐秘的杀手,特别容易攻击敏感的IC。单次静电放电事件就可以将PCB送入地狱。抗静电放电设计只要错失一步就可能意味着延误上市时间、影响开发进度,以及激怒客户。在某些高压力情况下,甚至意味着你的饭碗不保。

在尺寸不断缩小的微电子时代,如果ESD瞬变未加抑制地在PCB走线上出现之前你不去主动地阻止它们,那么ESD事件很可能毁了你的产品。

在写这篇文章时,我刚好想起几个月前发生的一件相当有趣的事。一位快要发疯了的客户联系我们寻求紧急帮助,希望能够保护他的系统免遭“愤怒的”ESD瞬变伤害。这个可怜的家伙遭受了一系列抗ESD故障的打击,并使得他的产品规划全泡了汤。他肯定错漏了一些步骤。

首先,他没有在任何I/O接口处实现保护钳位电路,也没有为TVS钳位器件放置PCB焊盘作为他需要保护的“安全阀”措施。使挑战更加复杂的是,这种特殊产品上的I/O端口被连接到了一些高速和非常敏感的通信IC。并没有发生多少ESD就使得这些电路板发生了通信故障。图1显示了在数据线上使用钳位二极管的例子。

关于静电放电保护,这篇文章不可错过!

demi /

先来谈静电放电(ESD: Electrostatic Discharge)是什么?这应该是造成所有电子元器件或集成电路系统过度电应力破坏的主要元凶。因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏),所以这种损伤是毁灭性和永久性的,会造成电路直接烧毁。所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。

静电,通常都是人为产生的,如生产、组装、测试、存放、搬运等过程中都有可能使得静电累积在人体、仪器或设备中,甚至元器件本身也会累积静电,当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径,瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏(这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上,防止人体的静电损伤芯片),如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电,会把大地劈开一样,而且通常都是在雨天来临之际,因为空气湿度大易形成导电通到。