現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的規(guī)模越來越大,工作電壓越來越低,導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對于電路引起的干擾、對元器件、電路及接口電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。目前手機(jī)的功能越來越強(qiáng)大,而電路板卻越來越小,集成度越來遠(yuǎn)高,使得其ESD敏感越來越容易受到靜電的損害。北方的天氣比較干燥,容易產(chǎn)生靜電擊穿手機(jī)的電路,某些設(shè)計(jì)不好的手機(jī)就是這樣突然壞的。在手機(jī)開發(fā)過程中,也經(jīng)常碰到ESD引起的失效問題,比如ESD喇叭無聲,LCD白屏,黑屏,屏閃,死機(jī)重啟等,本文就簡單介紹下手機(jī)常用的預(yù)防ESD失效的方法;
一、ESD靜電放電有兩種主要的破壞機(jī)制:
1)由ESD電流產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效;
2)由ESD感應(yīng)出過高電壓導(dǎo)致絕緣擊穿。 兩種破壞可能在一格設(shè)備中同時發(fā)生,例如,絕緣擊穿可能激發(fā)大的電流,這又進(jìn)一步導(dǎo)致熱失效。
除容易造成電路損害外,靜電放電也是極易對電子電路造成干擾。靜電放電對于電路的干擾有二種方式。 一種是傳導(dǎo)干擾,另一種是輻射干擾。
二、ESD可能引起的不良現(xiàn)象:
1.白屏;
2.關(guān)機(jī)
3.TW失靈
4.聽筒無聲
5.機(jī)器重啟
6.屏閃,黑屏
7.喇叭無聲
8.MIC無聲
三、容易出現(xiàn)ESD失效的位置
1.聽筒裝飾件位置
2.喇叭
3.按鍵縫隙位置
4.閃光燈裝飾件位置
5.后攝裝飾件位置
6.耳機(jī)孔,USB孔位置
7.TW四周
8.馬達(dá)開孔位置
9.卡托與殼體縫隙處
10.其他有金屬或縫隙位置處
四、ESD失效的原因
1.外觀有開孔,內(nèi)部有敏感ESD器件
2.電子件,電子結(jié)構(gòu)件,結(jié)構(gòu)內(nèi)置和外觀五金件未接地
3.硬件電路未加ESD保護(hù)
4.導(dǎo)電接地材質(zhì)導(dǎo)電性能差,接地不穩(wěn)定
5.產(chǎn)品外觀面經(jīng)過表面處理后導(dǎo)電性下降,使得接的無效或不穩(wěn)定
6.ESD到內(nèi)部器件放電距離小,間隙大,同時內(nèi)部有ESD敏感器件
7.器件本身抗ESD能力差
8.測試標(biāo)準(zhǔn)問題
五、防止ESD失效的方法
一個理想的殼體是密不透風(fēng)的,靜電也就無從而入,當(dāng)然不會有靜電問題了。但實(shí)際的殼體在配合處一定會有縫隙,而且許多還有金屬的裝飾片,所以一定存在ESD隱患。
如果將釋放的靜電看成是洪水的話,那么主要的解決方法與治水類似??赡芎芏囗?xiàng)目處理ESD的方法不盡相同,但最終都可以歸結(jié)為三條方案,“堵”--“疏”--“絕”
堵:用“堵”的方法,實(shí)際作用就是將靜電隔離到整機(jī)之外,讓靜電進(jìn)不來,這樣ESD也影響不到殼體內(nèi)部器件,盡量增加殼體的厚離,即增加外殼到電路板之間的距離,或者通過一些等效方法增加殼體氣隙的距離,這樣可以避免或者大大減少ESD的能量強(qiáng)度。通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn),可以增大外殼到內(nèi)部電路之間氣隙的距離,從而使ESD的能量大大減弱。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),10kV的ESD在經(jīng)過4.00mm至5.00mm的距離后能量一般衰減為零。
疏:用“疏”的方法,就是接地處理,實(shí)際就是將外部的靜電引進(jìn)來后,通過導(dǎo)電材料將靜電直接導(dǎo)入主板的地線上,從而不會引起器件失效。具體可以用EMI油漆噴涂在殼體的內(nèi)側(cè)或者其它導(dǎo)電措施。EMI油漆是導(dǎo)電的,可以看成是一個金屬的屏蔽層,這樣可以將靜電導(dǎo)在殼體上;再將殼體與PCB的地或者與PCB的地相連接的地有效果導(dǎo)通,將靜電從地導(dǎo)走。其他金屬裝飾件的接地就是利用導(dǎo)電材料(如導(dǎo)電泡棉,導(dǎo)電布等)將裝飾件直接與主板地層相通,靜電不通過主板器件,從而解決ESD問題;
絕:“絕”的方法,是在前面兩種“堵”和“疏”都無法實(shí)施或效果不明顯的情況下才進(jìn)行的,就是直接將絕緣膜貼到ESD靜電能打到的器件表面,在器件表面絕緣,這樣就不會打壞器件了;這種方案的問題就在于主板上器件都比較小,前期都沒有預(yù)留貼絕緣膜的位置,還要能找出ESD打壞的器件;
總之,不管哪種方案,都要具體問題具體分析,幾種方案同時考慮研究,找到最合適的方案才是最好的方案;通過不斷的總結(jié)學(xué)習(xí),ESD問題將不再是一個難題。
(審核編輯: 林靜)
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