电子通信产品的ESD防护设计研究

摘 要：电子产品在设计、实验、生产和运行过程中通常会有静电（ESD）释放，而静电的释放会对电子产品带来一定的干扰和危害，这些干扰和危害会对电子产品的正常工作产生一定的影响，甚至会损害电子产品的元件。因此，加强电子通信产品ESD防护设计对于电子产品的生产和使用都是十分重要的。文章对电子通信产品中ESD对电子产品产生的危害、防护设计中存在的缺陷以及ESD防护设计中需要满足的要求和注意事项进行了阐述。

关键词：电子通信产品；ESD；防护设计；危害；方法

中图分类号：TN602 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）08-0030-02

0 引 言

ESD（Eleetro-Static discharge）实质是静电释放的意思，静电释放是将电子通信产品中的电荷进行快速综合的一种现象，静电释放的电能是由静电源提供的，当静电源提供的电能流入电子元件得到感应后进行快速放电的一种现象。而造电子通信产品中设计ESD防护是为了防止静电电能在电子组件中积累而引起电击、爆炸、火灾等事故发生。在电子通信产品中进行ESD防护主要是抑制电子产品中静电的产生、对产生的静电进行综合或者是加快电子产品中静电的泄漏。电子通信产品在与人体接触的过程中很容易产生静电。而电子通讯产品设计的优良和低劣会对产品生产的合格率产生很大的影响，还会影响到经销商和产品使用者、这些问题的出现将会直接影响到电子通信产品的市场发展。据相关报道指出在电子通信产品中由于静电释放而造成电子通信产品组件损坏展电子器件损害总量的60%，因此，在设计电子产品时一定要加强ESD的防护设计。

1 ESD对电子通信的危害

ESD造成电子元件的损坏。在静电释放的过程中由于电流的产生，使其周围的电磁场发生改变，这种磁场变动会改变电子元件接收的信号，导致信号发生错误，同时还会影响到电子元件内部的数字逻辑电路，最终在操作电子产品时会使产品出现错误和死机等现象。换句话说就是由于静电放电而造成了电子元件出现短路或是开路现象，从而阻碍电子元件的正常运行，降低电子元件的工作能力。若是电子通信产品中的带点体没有较高的静电位，则电子产品中不能够充分的进行静电放电，由此造成静电的积累而损伤电子元件，造成电子元件功能失效。通常情况下，当电子通信产品的电子器件受到轻度损伤时，在对其检测时很难检测出轻度的损伤。若是电子元件受到静电放电的次数较多时，累积的损伤也会导致电子元件的失效，而这种失效原因，很难预测到，因此造成的损失业比较大。

ESD会引发逻辑电路发送错误信息和动作。从相关的实验中可以得出，静电释放是一种脉冲干扰，当静电释放现象在电子通讯设备中发生时，我们在对电子设备进行检测时能够在电子通信设备内部不同的位置测量出达几十幅的干扰脉冲，由于这些静电释放产生的干扰冒充引起电子通信设备内部信息的错误和逻辑电路的翻转。此外，在静电释放时还可能产生不同数值的电磁脉冲干扰，这些干扰脉冲若是与电子通信产品中的敏感电路进行藕合时，就会引发电子设备内部发送出错误的信息，导致电子产品出现故障。

高压静电对空气中的尘埃颗粒有吸附作用。当电子通信产品中发生井下现象时，这种静电会吸附空气中的尘埃颗粒，而这些尘埃颗粒颗粒会对电子通讯设备中的电子元件造成一定的污染，电子元件由于这些尘埃颗粒的吸附而使其绝缘电阻能力减弱，进而严重影响到设备元件的工作效率，严重时会造成设备元件的损坏使其失去去工作能力，造成电子元件的失效。

2 电子通信产品ESD防护设计中的缺陷

目前的电子通信产品ESD防护设计中都存在有一定的缺陷，总体来看ESD防护设计中的缺陷主要提现费在两个方面，其一是不能够正确的区分电器应力（EOS）和ESD；其二是对系统类型的识别。

2.1 EOS和ESD的区别

实际上，ESD属于EOS的一种特殊情况，在对电子通信产品的ESD防护进行设计时，通常不能够正确的区分EOS和ESD的性能指标，因此在对ESD进行装置时常常会错用EOS的防护要求，这样的静电防护装置会影响到ESD的防护效果。

2.2 系统类型识别

在确定电子通信产品的系统ESD防护方案时，系统设备起着决定性作用。在电子通讯设备中由不同的系统类型，不同类型的通讯设备采用的静电防护措施也就不同。而目前的电子通信设备中关于ESD防护方案的设计忽略了系统类型的识别和选用，这样的操作是不合理的。ESD根据其敏感类型可分为能量敏感和电压敏感两种类型。若是电子通信产品的系统对于电压比较敏感，此时需要认真的对ESD进行防护，可以通过在系统特定操作位置上增设一些特殊材料来加强系统的防护能力。当电子通信产品的系统对能量比较敏感时，相对于电压铭感其防护要求不高。在实际的应用中，虽然电压器件的使用率较低，在未进行系统类型识别的情况下，竟可能采用电压敏感防护措施，以保证ESD防护的完备性。

3 电子通信产品ESD防护设计的注意事项和设计方法

在电子通信产品ESD的产生是不可避免的，且ESD的产生会给电子通信产品和人们带来一定的影响，因此在设计生产电子通信产品是需要加强对ESD的防护设计。根据上文中讲到的ESD危害和设计中的缺陷，在设计时需要采用以下设计方法和注意事项。

3.1 设计方法

首先是确定系统的防护等级。在电压敏感系统的装置中，如果其装置都采用ESD防护，仍会存在一定的不确定性，则其防护措施的有效性还需要工程人员对其进行检测，但是采用其他的防护措施会地ESD产生的损害更大；其次是有效数据的获取。在实际的操作中，若将通讯设备的ESD防护措施与系统的HMB分类联系到一起是一件十分困难的事，因为这些装置的分类是在HMB测试的情况下进行的，而欠缺对工程设备中其他破坏源影响的考虑。为了增加ESD的有效防护，将会有更多的数据监测和分析方法被应用，因此，关于ESD装置的数据将会更加明确。第三是监控装置的设计。在电子通信产品中设置监控装置是为了增加设备系统的可靠性。监控装置主要用来监测系统中接地线的完整情况和工作面的接地情况等。