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文檔簡介
1、2021-6-161EMC交流內容n電子設備靜電防護設計n國際認證介紹和產品安全性設計要求n電子通訊設備雷擊浪涌保護設計指南2021-6-162電子設備靜電防護設計要求質企中心可靠性部 2002年6月2021-6-163靜 電2021-6-164人體靜電電位靜靜 襪襪 電位(電位(kV)鞋鞋 赤赤 腳腳 尼龍襪尼龍襪薄毛襪薄毛襪 導電襪導電襪橡膠底運動鞋橡膠底運動鞋20.019.021.020.0新皮鞋新皮鞋5.08.57.06.0防靜電鞋防靜電鞋2.04.03.03.52021-6-165人體靜電電位 靜電產生原因靜電產生原因 人體靜電電位(人體靜電電位(kV)RH(1020)%RH(659
2、0)%在合成纖維地毯上走動在合成纖維地毯上走動 35 15在乙烯樹脂地板上行走在乙烯樹脂地板上行走 12 0.25在工作臺上操作在工作臺上操作 6 0.1包工作說明書的乙烯樹脂封包工作說明書的乙烯樹脂封皮皮 7 0.6從工作臺上拿起普通聚乙烯從工作臺上拿起普通聚乙烯袋袋 20 1.2從墊有聚氨基甲酸泡沫的工從墊有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起作椅上站起 18 1.52021-6-166人體靜電電位靜靜 褲料褲料 電位(電位(kV)工作服工作服 純棉布純棉布毛料毛料丙烯丙烯聚酯聚酯尼龍尼龍 維尼龍維尼龍純棉布純棉布1.20.911.714.71.51.8維尼龍維尼龍/棉棉(55/45)0.64.5
3、12.312.34.80.3聚酯聚酯 / 人造絲人造絲(65 / 35)4.28.419.217.14.81.2聚酯聚酯 / 棉棉(65 / 35)14.115.312.37.514.713.8工作服和褲子激烈磨擦后脫下時人體靜電電位2021-6-167靜電電位靜靜 褲料褲料 電位(電位(kV)工作服工作服 純棉純棉布布毛料毛料丙烯丙烯聚酯聚酯尼龍尼龍維尼龍維尼龍純棉布純棉布2.22.721.422.32.73.3維尼龍維尼龍/棉棉(55/45)0.99.418.017.58.50.5聚酯聚酯 / 人造絲人造絲(65 / 35)9.229.739.923.713.3 2.3聚酯聚酯 / 棉棉(
4、65 / 35)23.120.619.511.929.3 23.4工作服和褲子激烈磨擦后脫下時工作服的靜電電位2021-6-168靜電放電的定義v 靜電放電靜電放電(ESD-ESD-E Electrolectros static tatic D Dischargeischarge)帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時,帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時,因介質產生電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消因介質產生電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消失的現象失的現象。2021-6-169靜電放電的特點q 靜電放電是靜電放電是高電位高電位、強電場強電場、瞬瞬時大電流時大電流的過程。的
5、過程。q 靜電放電會產生強烈的靜電放電會產生強烈的電磁輻射電磁輻射形成電磁脈沖(形成電磁脈沖(EMP)。)。2021-6-1610靜電放電的類型 電暈放電電暈放電 電暈放電一種高電位、小電流、空氣被局部電電暈放電一種高電位、小電流、空氣被局部電離的放電過程。離的放電過程。 刷形放電刷形放電 刷形放電是一種發生在導體與帶電絕緣體之間,放電通道刷形放電是一種發生在導體與帶電絕緣體之間,放電通道呈分散的樹叉形形狀的放電過程。呈分散的樹叉形形狀的放電過程。 火花放電火花放電 火花放電是一個瞬變的過程,放電時兩放電體之間的空氣火花放電是一個瞬變的過程,放電時兩放電體之間的空氣被擊穿,形成被擊穿,形成“快
6、如閃電快如閃電”的火花通道,靜電能量瞬時集的火花通道,靜電能量瞬時集中釋放。中釋放。2021-6-1611靜電放電的類型 種類種類 發生條件發生條件 特點及引燃引爆性特點及引燃引爆性電暈放電電暈放電當電極相距較遠,在物體當電極相距較遠,在物體表面的尖端或突出部位電表面的尖端或突出部位電場較強處較易發生場較強處較易發生有時有聲光,氣體介質在物體尖端有時有聲光,氣體介質在物體尖端附近局部電離,形成放電通道。感附近局部電離,形成放電通道。感應電暈單次脈沖放電能量小于應電暈單次脈沖放電能量小于20uJ,有源電暈單次脈沖放電能量則較此有源電暈單次脈沖放電能量則較此大若干倍,引燃能力很小大若干倍,引燃能力
7、很小刷形放電刷形放電在帶電電位較高的非導體在帶電電位較高的非導體與導體之間較易發生與導體之間較易發生有聲光,放電通道在靜電非導體表有聲光,放電通道在靜電非導體表面附近形成許多分叉,在單位空間面附近形成許多分叉,在單位空間內釋放的能量較小,一般每次放電內釋放的能量較小,一般每次放電能量不超過能量不超過4mJ,引燃引爆能力中,引燃引爆能力中等等火花放電火花放電主要發生在相距較近的帶主要發生在相距較近的帶電金屬導體間或靜電導體電金屬導體間或靜電導體間間有聲光,放電通道一般不形成分叉,有聲光,放電通道一般不形成分叉,電極有明顯放電集中點,釋放能量電極有明顯放電集中點,釋放能量比較集中,引燃引爆能力較強
8、比較集中,引燃引爆能力較強2021-6-1612靜電放電模型一v 人體模型(HBM)RCR = 1.5 kC = 100 pF2021-6-1613靜電放電模型二v 場增強模型(人體-金屬模型)RCR = 150 C = 150 pFIEC801-2 (1984)IEC801-2 (1991)IEC61000-4-2RBLBCBCHRHLH放電端CB=150 pF,RB=330,LB=0.040.2HCH=310 pF, RH=20200, LH=0.050.2H2021-6-1614靜電放電模型三v 家具模型R = 15 C = 150 pFRCLL = 0.20.4 mH2021-6-16
9、15靜電放電模型四v 帶電器件模型(CDM)R 、C、L的值根據器件的具體情況確定。一般較小。RCL2021-6-1616靜電放電模型五v 場感應模型場感應模型不是具體地模擬某一種靜電電源,而是總體描述由于靜電場的作用導致靜電放電而引起器件、儀器等失效的一種機制。2021-6-1617靜電放電的危害q 幾個實例幾個實例1 1、固體靜電造成的危害、固體靜電造成的危害某密閉貨車裝運聚苯乙烯制品,行駛某密閉貨車裝運聚苯乙烯制品,行駛600km600km后后,停車時發生爆炸,車頂被炸碎,飛離出事點,停車時發生爆炸,車頂被炸碎,飛離出事點30-60m30-60m。事故原因是在行車過程中產生和積累。事故原
10、因是在行車過程中產生和積累了靜電,而聚苯乙烯制品分解出少量易燃氣體了靜電,而聚苯乙烯制品分解出少量易燃氣體沒能能時排出,在車內形成爆炸性混合物,過沒能能時排出,在車內形成爆炸性混合物,過到一定濃度后遇靜電火花引起爆炸。到一定濃度后遇靜電火花引起爆炸。2021-6-1618靜電放電的危害q 幾個實例幾個實例2 2、人體靜電造成的危害、人體靜電造成的危害19801980年年1212月月2626日,某廠靶場臨時裝藥工房,工日,某廠靶場臨時裝藥工房,工人在裝人在裝100mm100mm榴彈炮,榴彈炮,3 3個人正往筒內裝發射藥個人正往筒內裝發射藥,另一個身穿羊皮大衣的裝卸工人從外面走來,另一個身穿羊皮大
11、衣的裝卸工人從外面走來,看到不穩定,想用雙手扶住藥筒,他的手剛,看到不穩定,想用雙手扶住藥筒,他的手剛摸到藥筒的瞬間,發生了爆炸事故,死摸到藥筒的瞬間,發生了爆炸事故,死1 1人,人,重傷重傷3 3人。分析其事故原因是:在干燥的冬季人。分析其事故原因是:在干燥的冬季,身穿羊皮大衣,人體活動中可能帶上幾萬伏,身穿羊皮大衣,人體活動中可能帶上幾萬伏的靜電。人體對藥筒放電引起爆炸。的靜電。人體對藥筒放電引起爆炸。2021-6-1619靜電放電的危害q 幾個實例幾個實例3 3、液體靜電造成的危害、液體靜電造成的危害某油船自某油船自261t261t油罐裝航空煤油,開始十分鐘后油罐裝航空煤油,開始十分鐘后
12、,油船爆炸,傷亡,油船爆炸,傷亡4 4人。其原因是航空煤油流人。其原因是航空煤油流過橡膠軟管時,產生約過橡膠軟管時,產生約30kV30kV的靜電電壓,煤油的靜電電壓,煤油蒸氣濃度已達到爆炸濃度極限,由輸油管上的蒸氣濃度已達到爆炸濃度極限,由輸油管上的凸出部位與油船之間的靜電放電火花點燃了易凸出部位與油船之間的靜電放電火花點燃了易燃易爆混合氣體引起爆炸。燃易爆混合氣體引起爆炸。2021-6-1620靜電放電的危害q 幾個實例幾個實例4 4、人體靜電對器件的危害、人體靜電對器件的危害某廠在使用高頻三極管某廠在使用高頻三極管3DG1423DG142時發現了一個奇怪的現時發現了一個奇怪的現象。當工作人
13、員在上班開始工作時,拿起第一只管子象。當工作人員在上班開始工作時,拿起第一只管子測試,常常發現是壞的,其失效模式為發射結擊穿,測試,常常發現是壞的,其失效模式為發射結擊穿,以后就基本上是好的了。這種現象每天重復出現。經以后就基本上是好的了。這種現象每天重復出現。經研究認為,這種失效是由人體靜電引起的。于是廠里研究認為,這種失效是由人體靜電引起的。于是廠里規定,凡是第一次測試時,要先摸一摸地線,釋放靜規定,凡是第一次測試時,要先摸一摸地線,釋放靜電后,再去拿管子。自此,該現象消失。電后,再去拿管子。自此,該現象消失。2021-6-1621靜電放電的危害效應n 力學效應n 熱效應n 強電場效應n
14、電磁輻射效應2021-6-1622靜電放電的危害一v 力學效應力學效應半導體器件生產:靜電塵埃吸附在芯片上,使半導體器件生產:靜電塵埃吸附在芯片上,使IC的成品率下降。的成品率下降。紡織業:靜電力造成亂紗、掛條、粘合糾結等,紡織業:靜電力造成亂紗、掛條、粘合糾結等,影響產品質量與生產效率。影響產品質量與生產效率。印刷業和塑料薄膜包裝生產:靜電力影響正常印刷業和塑料薄膜包裝生產:靜電力影響正常的紙張分離、疊放、塑料膜不能正常包裝和印的紙張分離、疊放、塑料膜不能正常包裝和印花,影響生產的自動化。花,影響生產的自動化。2021-6-1623靜電放電的危害二v 熱效應熱效應靜電火花放電或刷形放電瞬間的
15、大電流可以使空靜電火花放電或刷形放電瞬間的大電流可以使空氣電離、擊穿、發光、發熱,形成局部的高溫氣電離、擊穿、發光、發熱,形成局部的高溫熱源。熱源。軍工業及化工業:引起爆炸事故。軍工業及化工業:引起爆炸事故。微電子技術領域:微電子技術領域:ESD的靜電能量可以使硅片的靜電能量可以使硅片微區熔化,電流集中處使鋁互連局部區域發生微區熔化,電流集中處使鋁互連局部區域發生球化,甚至燒毀球化,甚至燒毀PN結和金屬互連線,形成破壞結和金屬互連線,形成破壞性的熱電擊穿,導致電路損壞失效。性的熱電擊穿,導致電路損壞失效。2021-6-1624靜電放電的危害三v 強電場效應強電場效應靜電荷在物體上積累往往使物體
16、對地具有很高的電靜電荷在物體上積累往往使物體對地具有很高的電位,在附近產生很強的電場。位,在附近產生很強的電場。很強的靜電場會導致很強的靜電場會導致MOS場效應器件的柵氧化層場效應器件的柵氧化層被擊穿,使器件失效。被擊穿,使器件失效。很強的靜電場可以使多層布線電路間介質擊穿或很強的靜電場可以使多層布線電路間介質擊穿或金屬化導線間介質擊穿,造成電路失效。金屬化導線間介質擊穿,造成電路失效。很強的靜電場可以造成電子器件的潛在性損傷,很強的靜電場可以造成電子器件的潛在性損傷,影響產品的可靠性。影響產品的可靠性。2021-6-1625靜電放電的危害四v 電磁輻射效應電磁輻射效應火花放電和刷形放電都是靜
17、電能量比較大火花放電和刷形放電都是靜電能量比較大的的ESD過程,其峰值電流可達幾百安培,過程,其峰值電流可達幾百安培,可以形成電磁脈沖串,對微電子系統造可以形成電磁脈沖串,對微電子系統造成強電磁干擾和浪涌效應。成強電磁干擾和浪涌效應。電磁干擾引起電路錯誤翻轉或致命失效。電磁干擾引起電路錯誤翻轉或致命失效。2021-6-1626靜電放電對電子設備的危害方式和機理v ESD放電時縫隙的影響放電時縫隙的影響ESD電流電路2021-6-1627靜電放電對電子設備的危害方式和機理v ESD放電時縫隙的影響放電時縫隙的影響ESD電流電路2021-6-1628靜電放電對電子設備的危害方式和機理v ESD放電
18、時不良接地的影響放電時不良接地的影響電路2021-6-1629一些器件的靜電敏感電壓值 器件類器件類型型 耐耐ESD電壓電壓(V) 器件類器件類型型 耐耐ESD電壓電壓(V)VMOS 30 180運算放大器運算放大器 190 2500MOSFET 100 200JEFT 140 1000 GaAsFET 100 300SCL 680 1000PROM 100STTL 300 2500CMOS 250 2000DTL 380 7000 2021-6-1630對靜電敏感度的分級n 一級n 二級n 三級 0 2KV 2KV 4KV 4KV 16KV2021-6-1631ESD敏感器件分類和敏感電壓范
19、圍一 器件分器件分類類 及敏感及敏感度度 元器件類型元器件類型 一級一級 0 2kV 微波器件(肖特基二極管、點接觸二極管及頻率大于微波器件(肖特基二極管、點接觸二極管及頻率大于1GHz的檢波的檢波二極管)二極管) MOS場效應管(場效應管(MOSFET) 結型場效應管(結型場效應管(JFET) 聲表面波濾波器(聲表面波濾波器(SAW) 電荷耦合器件(電荷耦合器件(CCD) 運算放大器(運算放大器(OP AMP) 集成電路(集成電路(IC) 薄膜電阻器薄膜電阻器 可控硅整流器(可控硅整流器(Pt 100mW,It 100mA) 由第一級器件組成的混合電路由第一級器件組成的混合電路2021-6-
20、1632ESD敏感器件分類和敏感電壓范圍二 器件分類器件分類 及敏感度及敏感度 元器件類型元器件類型 二級二級 2 4kV MOS場效應管(場效應管(MOSFET) 結型場效應管(結型場效應管(JFET) 運算放大器(運算放大器(OP AMP) 集成電路(集成電路(IC) 精密電阻網絡精密電阻網絡 特高速效應晶體管特高速效應晶體管 低功率雙極性晶體管(低功率雙極性晶體管(Pt 100mW,It 100mA) 由第二級器件組成的混合電路由第二級器件組成的混合電路2021-6-1633ESD敏感器件分類和敏感電壓范圍三 器件分類器件分類 及敏感度及敏感度 元器件類型元器件類型 三級三級 4 16k
21、V MOS場效應管(場效應管(MOSFET) 結型場效應管(結型場效應管(JFET) 運算放大器(運算放大器(OP AMP) 集成電路(集成電路(IC) 小信號二極管(小信號二極管(P1W,I1A) 一般硅整流二極管一般硅整流二極管 可控硅整流器(可控硅整流器(I0.175A) 小功率雙極性晶體管小功率雙極性晶體管 片狀電阻器片狀電阻器 光電器件(光電二極管、光電晶體管、光電耦合光電器件(光電二極管、光電晶體管、光電耦合器)器) 壓電晶體壓電晶體 由第三級器件組成的混合電路由第三級器件組成的混合電路2021-6-1634ESD敏感器件的失效機理器件成器件成分分 器件類型器件類型 失效機理失效機
22、理 失效特征失效特征MOS結結構構分立的分立的MOS場效應管場效應管MOS集成電路金屬噴鍍跨交的半集成電路金屬噴鍍跨交的半導體導體數字集成電路(雙極性和數字集成電路(雙極性和MOS)MOS電容器電容器線性集成電路線性集成電路由于過電壓和隨后的由于過電壓和隨后的大電流引起大電流引起介質擊穿介質擊穿或或Na+遷移埋下潛遷移埋下潛在性危害在性危害短路(大電短路(大電流泄漏),流泄漏),電路可靠性電路可靠性降低降低半導體結半導體結二極管(二極管(PN、PIN肖特基)肖特基)雙極性晶體管雙極性晶體管結型場效應晶體管結型場效應晶體管可控硅整流器可控硅整流器雙極性集成電路雙極性集成電路分立的分立的MOS場效
23、應晶體管場效應晶體管MOS集成電路的輸入保持電路集成電路的輸入保持電路由于能量過大或過熱由于能量過大或過熱引起引起微導離子區二次微導離子區二次擊穿造成的微擴散;擊穿造成的微擴散;硅和鋁擴散(電遷移)硅和鋁擴散(電遷移)使電流增大使電流增大形成絲狀短形成絲狀短路,大的泄路,大的泄漏電流漏電流2021-6-1635ESD敏感器件的失效機理器件成分器件成分 器件類型器件類型 失效機理失效機理 失效特征失效特征薄膜電阻器薄膜電阻器混合集成電路混合集成電路厚膜電阻器厚膜電阻器薄膜電阻器薄膜電阻器單片集成電路單片集成電路密封薄膜電阻器密封薄膜電阻器介質擊穿,隨電壓介質擊穿,隨電壓增加產生的新電流增加產生的
24、新電流通路與焦耳熱能有通路與焦耳熱能有關的破壞性的微小關的破壞性的微小電流通路電流通路電阻值漂移電阻值漂移金屬積帶金屬積帶混合集成電路混合集成電路單片集成電路單片集成電路多指狀覆蓋式晶體管多指狀覆蓋式晶體管與焦耳熱能有關的與焦耳熱能有關的金屬噴鍍燒毀金屬噴鍍燒毀開路開路場效應結構場效應結構和非導電罩和非導電罩使用非導電石英或陶瓷封罩的使用非導電石英或陶瓷封罩的LSI和存儲器和存儲器Ics,尤其紫外線,尤其紫外線的的EPROMs由于由于ESD在表面上在表面上積存的離子引起的積存的離子引起的表面轉化或柵極門表面轉化或柵極門限電壓漂移限電壓漂移工作性能下工作性能下降降壓電晶體間壓電晶體間距很近的電距
25、很近的電極極晶體振蕩器晶體振蕩器聲表面波器件聲表面波器件當所加電壓過大時,當所加電壓過大時,由于機械力使晶體由于機械力使晶體破碎;電弧放電軟破碎;電弧放電軟化和熔化電極金屬化和熔化電極金屬工作性能下工作性能下防防2021-6-1636關于 ESD 的標準v IEC61000-4-2 / EN61000-4-2 / GB/T17626 .2靜電放電抗擾性試驗2021-6-1637靜電放電抗擾性試驗v 靜電放電發生器簡圖直流高壓電源放電頭放電回路連接點Rd=330Rc=50100MCs=150pF放電開關2021-6-1638靜電放電抗擾性試驗v 試驗等級(嚴酷度等級) 1a 接觸放電接觸放電 1
26、b 空氣放電空氣放電 等級等級 試驗電壓試驗電壓, kV 等級等級 試驗電壓試驗電壓, kV 1 2 1 2 2 4 2 4 3 6 3 8 4 8 4 15 特定特定 特定特定說明:說明:“”是開放等級,該等級必須在專用設備的是開放等級,該等級必須在專用設備的規范中加以規定,如果規定了高于表格中的電壓,規范中加以規定,如果規定了高于表格中的電壓,則可能需要專用的試驗設備。則可能需要專用的試驗設備。2021-6-1639靜電放電抗擾性試驗v 靜電放電電流的典型波形2021-6-1640靜電放電抗擾性試驗v靜電放電電流波形參數等等 級級電電 壓壓 kV放電的第一放電的第一個峰值電流個峰值電流(1
27、0) A上升時間上升時間 tr ns在在30ns時時的電流的電流(30) A在在60ns時時的電流的電流(30) A 1 2 7.5 0.71 4 2 2 4 15 0.71 8 4 3 6 22.5 0.71 12 6 4 8 30 0.71 16 82021-6-1641靜電放電電抗擾性試驗v試驗環境條件試驗環境條件 環境溫度:環境溫度:15 15 35 35 相對濕度:相對濕度:30 30 60 %60 % 大氣壓力:大氣壓力:86 86 106 kPa106 kPa2021-6-1642靜電放電抗擾性試驗v試驗的實施 接觸放電使用接觸放電使用尖形放電尖形放電電極電極。空氣放電使用。空氣
28、放電使用圓形放電圓形放電電極。電極。 優先采用優先采用接觸放電接觸放電。 直接放電試驗,放電電極直接對被試設備進行放電試驗。試驗直接放電試驗,放電電極直接對被試設備進行放電試驗。試驗對象包括用戶在使用中可能觸及到的任何地方以及在帶電維護和對象包括用戶在使用中可能觸及到的任何地方以及在帶電維護和校正時可能觸及的地方。如:金屬簧片、機殼、機框、按鍵、螺校正時可能觸及的地方。如:金屬簧片、機殼、機框、按鍵、螺絲、指示燈、開關等。絲、指示燈、開關等。 間接放電試驗可對水平耦合板和垂直耦合板進行放電。間接放電試驗可對水平耦合板和垂直耦合板進行放電。 試驗速率試驗速率1 1次次/s/s,每個放電點至少在,
29、每個放電點至少在正負極性正負極性各放電各放電1010次。次。 2021-6-1643靜電放電抗擾性試驗v試驗結果判定試驗結果判定a. a. 在試驗過程中,設備的工作完全正常。在試驗過程中,設備的工作完全正常。b. b. 在試驗中,設備受干擾影響產生了暫時性的功能降低,但撤消干在試驗中,設備受干擾影響產生了暫時性的功能降低,但撤消干擾后,設備的功能可以自動恢復正常。擾后,設備的功能可以自動恢復正常。c. c. 在試驗中,設備受干擾影響產生了暫時性的功能降低,但干擾撤在試驗中,設備受干擾影響產生了暫時性的功能降低,但干擾撤消后,設備的功能需要人工復位后方能恢復。消后,設備的功能需要人工復位后方能恢
30、復。d. d. 在試驗中,受干擾的設備產生了不可逆轉的損傷,包括元器件的在試驗中,受干擾的設備產生了不可逆轉的損傷,包括元器件的損傷、軟件或數據丟失等。損傷、軟件或數據丟失等。測試評估測試評估 對于情形對于情形a a,判為合格。對于情形,判為合格。對于情形d d,判為不合格。情形,判為不合格。情形b b、c c視具視具體情況而定。體情況而定。 2021-6-1644ESD防護設計要求v 總原則總原則 靜電屏蔽靜電屏蔽 濾波去耦濾波去耦 絕緣隔離絕緣隔離 接地泄放接地泄放 良好搭接良好搭接 瞬態抑制瞬態抑制 2021-6-1645設備的ESD防護設計要求 機箱金屬之間要實現良好搭接。機箱金屬之間
31、要實現良好搭接。搭接處要采用面接觸,避免點搭接處要采用面接觸,避免點接觸。搭接的直流電阻不大于接觸。搭接的直流電阻不大于2.5m2.5m,整體搭接結構中任意,整體搭接結構中任意兩導電點間的直流電阻不大于兩導電點間的直流電阻不大于25m25m。相互搭接的金屬之間的。相互搭接的金屬之間的電化學位差不大于電化學位差不大于0.6V0.6V。2021-6-1646設備的設備的ESD防護設防護設計要求計要求 人員接觸的鍵盤、控制面板、手動控人員接觸的鍵盤、控制面板、手動控制器、鑰匙鎖等金屬部件,應直接通制器、鑰匙鎖等金屬部件,應直接通過機架接地。如果不能接地,則其與過機架接地。如果不能接地,則其與電路走線
32、和工作地的絕緣距離至少應電路走線和工作地的絕緣距離至少應滿足以下要求:空氣間隙滿足以下要求:空氣間隙5mm5mm,爬電距,爬電距離離6mm6mm。2021-6-1647設備的ESD防護設計要求機架式設備一般采用復合式接地,工機架式設備一般采用復合式接地,工作地、電源地、保護地與機架在內部作地、電源地、保護地與機架在內部要良好隔離,在機架接地螺栓處匯接要良好隔離,在機架接地螺栓處匯接或在外部接地匯集線上匯接,形成良或在外部接地匯集線上匯接,形成良好的靜電泄放通路。好的靜電泄放通路。 2021-6-1648設備的ESD防護設計要求小型低速小型低速( (頻率小于頻率小于10MHz)10MHz)設備可
33、以設備可以采用工作地浮地采用工作地浮地( (或工作地單點接金或工作地單點接金屬外殼屬外殼) )、金屬外殼單點接大地,使、金屬外殼單點接大地,使靜電通過機殼泄放到地而對內部電路靜電通過機殼泄放到地而對內部電路無影響。無影響。 2021-6-1649設備的ESD防護設計要求小型高速小型高速( (頻率大于頻率大于10MHz)10MHz)設備設備的工作地應與其金屬機殼實現的工作地應與其金屬機殼實現多點接地多點接地, ,且金屬外殼單點接大且金屬外殼單點接大地。地。 2021-6-1650設備的ESD防護設計要求機架設備的接地點與外部接地樁之機架設備的接地點與外部接地樁之間要保證可靠的電氣連接間要保證可靠
34、的電氣連接. .接地線材接地線材料應采用多股銅線,對于移動通信料應采用多股銅線,對于移動通信基站設備,連接銅線的截面積不小基站設備,連接銅線的截面積不小于于35mm35mm2 2。 其它設備的連接線截面積其它設備的連接線截面積不小于不小于16mm16mm2 2。 2021-6-1651PCB板的ESD防護設計要求一接口電路應盡量采用ESD敏感度為3級(靜電損傷閾值大于4000V)或不敏感的元器件;否則在輸入輸出接口電路上應采取保護措施。單板的保護電路應緊靠相應的連接器放置。2021-6-1652PCB板的ESD防護設計要求二芯片的保護電路應緊靠相應的芯片放置,并低阻抗接地。 2021-6-16
35、53PCB板的ESD防護設計要求三易受易受ESDESD干擾的器件,如干擾的器件,如NMOSNMOS、CMOSCMOS器件等,應該盡量器件等,應該盡量遠離遠離易易受受ESDESD干擾的區域。干擾的區域。 2021-6-1654PCB板的ESD防護設計要求四在在PCBPCB上應設置上應設置靜電防護與屏蔽地靜電防護與屏蔽地 地環的寬度約地環的寬度約5mm5mm;不形成閉合環;不形成閉合環路;與工作地之間的間距應大于路;與工作地之間的間距應大于3mm 3mm 。(系統。(系統PCBPCB) 2021-6-1655PCB板的ESD防護設計要求五相互之間具有很多互連線的元器件相互之間具有很多互連線的元器件
36、應盡可能應盡可能彼此靠近彼此靠近。例如。例如I/OI/O器件與器件與I/OI/O連接器應盡量接近。連接器應盡量接近。 2021-6-1656PCB板的ESD防護設計要求六信號線應該與其回流地線緊挨在一信號線應該與其回流地線緊挨在一起起, ,盡量在每根信號線的旁邊安排一盡量在每根信號線的旁邊安排一條地線。盡量采用地平面或地線網條地線。盡量采用地平面或地線網格,而不采用單根地線。對于手機格,而不采用單根地線。對于手機多層板,信號線應該多層板,信號線應該盡量靠近地平盡量靠近地平面面走線。走線。 2021-6-1657PCB板的ESD防護設計要求七手機板中易受靜電干擾的信號線手機板中易受靜電干擾的信號
37、線如時鐘線、復位線等應如時鐘線、復位線等應盡可能短盡可能短而寬而寬;多層板中的時鐘線、復位;多層板中的時鐘線、復位線應在線應在兩地平面兩地平面之間走線;之間走線; 2021-6-1658PCB板的ESD防護設計要求八對于手機多層板,應保證地平面的對于手機多層板,應保證地平面的完整性,地平面內不應有大的開口。完整性,地平面內不應有大的開口。 2021-6-1659PCB板的ESD防護設計要求九后背板上的布線區(包括信號后背板上的布線區(包括信號層、地層及電源層)與固定后層、地層及電源層)與固定后背板的金屬螺釘邊緣的距離至背板的金屬螺釘邊緣的距離至少少5mm5mm以上。以上。( (系統用系統用PC
38、BPCB)2021-6-1660PCB板的ESD防護設計要求十印制板地層通過接插件到后印制板地層通過接插件到后背板時,最好至少有一排接背板時,最好至少有一排接地插針,保證靜電泄放地回地插針,保證靜電泄放地回路的通暢。(系統)路的通暢。(系統)2021-6-1661PCB板的ESD防護設計要求十一在印制板的充電和電池電源輸入端應進行在印制板的充電和電池電源輸入端應進行濾波,并用瞬態過電壓抑制器件(濾波,并用瞬態過電壓抑制器件(TVSTVS)抑)抑制瞬態過電壓。制瞬態過電壓。 L100HC1100F+C20.1F正極性直流輸入GNDTVSL100HC1100F+C20.1F負極性直流輸入GNDTV
39、S圖4-1直流輸入接口參考濾波電路2021-6-1662PCB板的ESD防護設計要求十二對于雙面板,如果印制板上的對于雙面板,如果印制板上的電源線引線很長,則每隔電源線引線很長,則每隔8cm8cm應在電源與地之間接入一個應在電源與地之間接入一個0.1uF0.1uF的陶瓷電容器(系統)。的陶瓷電容器(系統)。 2021-6-1663PCB板的ESD防護設計要求十三所有高速邏輯器件要求安裝所有高速邏輯器件要求安裝去耦電容去耦電容。集。集成電路的電源與地之間應加成電路的電源與地之間應加0.01uF0.01uF0.1uF0.1uF的陶瓷電容器進行去耦。去耦電容應并接的陶瓷電容器進行去耦。去耦電容應并接
40、在同一芯片的電源端與地之間且要緊靠被在同一芯片的電源端與地之間且要緊靠被保護的芯片。對于電源和地有多個引腳的保護的芯片。對于電源和地有多個引腳的大規模集成電路,應安裝多個去耦電容。大規模集成電路,應安裝多個去耦電容。對于動態對于動態RAMRAM器件,去耦電容的容量取器件,去耦電容的容量取0.1uF0.1uF為宜。為宜。 2021-6-1664PCB板的ESD防護設計要求十四對于大規模集成電路,尤其是對于大規模集成電路,尤其是EEPROMEEPROM、FLASH MEMORYFLASH MEMORY、EPLDEPLD、FPGAFPGA等類型的芯等類型的芯片,片,每個去耦電容每個去耦電容(0.01
41、uF(0.01uF0.1uF )0.1uF )旁旁應并接一個應并接一個10uF10uF的充放電鉭電容或陶瓷的充放電鉭電容或陶瓷電容電容。對于小規模集成電路,每。對于小規模集成電路,每1010片去片去耦電容耦電容(0.01uF(0.01uF0.1uF )0.1uF )旁也要加接一旁也要加接一個個10uF10uF的充放電鉭電容或陶瓷電容。的充放電鉭電容或陶瓷電容。 2021-6-1665PCB板的ESD防護設計要求十五CMOSCMOS器件器件所有不用的所有不用的輸入端輸入端引線不允許懸引線不允許懸空,應視不同電路接到地、電源(源極)空,應視不同電路接到地、電源(源極)V VSSSS或電源(漏極)或
42、電源(漏極)V VDDDD上。上。CMOSCMOS器件的輸器件的輸入端如果接的是高阻源,則應設計上拉或入端如果接的是高阻源,則應設計上拉或下拉電阻。下拉電阻。2021-6-1666PCB板的ESD防護設計要求十六手機手機PCB板上的靜電敏感器件,如板上的靜電敏感器件,如CMOS型器件,必須通過保護電路型器件,必須通過保護電路(設置串聯電阻、分流器、箝位器(設置串聯電阻、分流器、箝位器件等保護裝置)才能與連接器的端件等保護裝置)才能與連接器的端子相連。子相連。 2021-6-1667PCB板的ESD防護設計要求十七安裝在印制板上具有金屬外殼的安裝在印制板上具有金屬外殼的元器件(如復位按鈕、撥碼開
43、關、元器件(如復位按鈕、撥碼開關、晶振等),其金屬外殼必晶振等),其金屬外殼必須可靠須可靠接地,優先接靜電保護地環,如接地,優先接靜電保護地環,如單板沒有設置靜電保護地環,則單板沒有設置靜電保護地環,則接工作地。接工作地。 2021-6-1668PCB板的ESD防護設計要求十八對于輸入輸出接口處信號插針與對于輸入輸出接口處信號插針與金屬外殼的隔離距離達不到金屬外殼的隔離距離達不到5mm5mm的的接插件,其金屬外殼附近應盡可接插件,其金屬外殼附近應盡可能敷設大面積覆銅地線。接插件能敷設大面積覆銅地線。接插件金屬部分應與機殼用最短的接地金屬部分應與機殼用最短的接地線相連,以實現低阻接地。線相連,以
44、實現低阻接地。 2021-6-1669PCB板的ESD防護設計要求十九在復位信號線靠近復位按鈕的輸在復位信號線靠近復位按鈕的輸入端與地之間,以及靠近復位芯入端與地之間,以及靠近復位芯片的輸入端與地之間分別并接片的輸入端與地之間分別并接0.1uF0.1uF的陶瓷電容;復位線應盡的陶瓷電容;復位線應盡可能短可能短( (小于小于3cm3cm為宜為宜) )而寬而寬( (大于大于1mm1mm為宜為宜) )。 2021-6-1670PCB板的ESD防護設計要求二十操作面板上容易被人體接觸的部操作面板上容易被人體接觸的部件,如小面板、按鈕、鍵盤、旋件,如小面板、按鈕、鍵盤、旋鈕等應采用絕緣物,也可以采用鈕等應采用絕緣
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