一前言

靜電（ESD），在EMS中不可忽視的一個板塊。不管產品怎么升級迭代，對于如何進行靜電防護都是比較頭疼的。雖然我們有對應的靜電防護器件靜電管，但靜電防護本身不是單個器件就能解決的，它受多種因素影響，例如PCB畫板與走線、芯片方案、地阻抗平衡與接地等。

二靜電測試標準與方式

1.測試標準

圖2 靜電標準

標準中包含有標準適用的范圍、術語和定義、試驗等級、試驗發生器、試驗配置試驗結果評價等內容，不同的產品可以參考已有標準來制定靜電測試計劃。

2.測試目的與放電方式

【目的】：試驗單個設備或系統的抗靜電干擾的能力。

它模擬：

（1）操作人員或物體在接觸設備時的放電

（2）人或物體對鄰近物體放電

【直接放電】：

直接對受試設備實施放電，包括接觸放電和空氣放電；

【間接放電】：

對受試設備附近的耦合板實施放電，以模擬人員對受試設備附近的物體的放電。

三案例分享

1.案例簡介

今天端上桌的案例是一個車載香氛，它的測試阻容參數是：

330pF 2KΩ，測試等級：接觸8KV、空氣15KV

（注：由于沒有手能直接接觸到的金屬與座子，主針對空氣放電進行整改；進行產品使用過程的靜電模擬）

圖3 車載香氛產品圖

2.摸底測試

【放電模式】：空氣放電

【放電位置】：出風口、按鍵縫隙

圖4 放電位置

【測試現象】：

±10KV芯片內部邏輯損壞，信號指示燈常亮，重啟不能恢復。

【分析原因】：

從下圖的簡單架構可以發現靜電對按鍵板進行干擾，它的主要路徑是從控制信號的排線進入主板，然后從主板的地線回到靜電槍；次要路徑就是耦合板回到靜電槍。

圖5 簡單架構與回路

【整改思路】：

（1）在每根控制線上加靜電管進行一級防護，同時串磁珠并電容來進行濾波。

（2）兩塊PCB板之間只通過排線上三根地線連接，同時為了組裝排線比較長。更換為FPC排線，加強兩塊板直接的地連接，避免地阻抗不平衡。

圖6 措施

3.整改后驗證

產品能通過±10KV測試，在15KV放電時依舊損壞，不能達到±15KV的要求。

我們通過調整靜電管、磁珠與電容的參數驗證都沒有任何改善，到這里其實我們也沒有太多的思路，因為從我們分析的主要路徑出發，我們已經在路徑上進行防護與濾波，但不能完全把干擾堵住。

后面我們通過不斷驗證觀察，發現我們忽略了一個很小的細節。通風口的過濾網正面我們用萬用表點過，客戶也反饋說不是金屬，不導電。當我們觀察測試的時候發現這個通風網明顯跟按鍵板產生了拉弧放電。

圖7 二次放電

當我們更換了塑料的外殼后驗證，產品成功通過±15KV的測試。

四總結

靜電就像個不聽話的搗蛋鬼，它每次都會把他的小情緒發泄在我們的電子產品上跟我們身上。從這個案例我們發現，其實二次放電的危害遠遠大于我們靜電槍直接對對應點位的干擾，他讓干擾路徑變得飄忽不定，讓濾波措施失效，同時還會導致干擾強度進行一個提升。最后，對于靜電我們不希望有太多的“浮地”，我們需要的是一塊完整充分相連的地平面去防護PCB板上的器件。