電子通信產品ESD防護設計研究
探索與觀察
作者：張文亮 楊宇
【摘要】電子通信產品在設計、試驗、生產、運行等的過程中，通常會有靜電放電（ESD），而使產品的工作受到幹擾，損壞產品的電子元器件，從而引發比較嚴重的故障，其帶來的損失是比較大的。因而，人們對於電子通信產品ESD的防護設計更加重視。本文主要對ESD帶來的危害及目前關於ESD防護方案存在的不足進行了分析，並進一步介紹了電子通信產品ESD防護設計所要注意的問題，及防護方法。
【關鍵詞】電子通信；ESD；防護設計
電子通信產品ESD的防護設計不佳，不僅對設備在生產過程中企業的產品合格率及企業各部門之間的責任糾紛有嚴重的影響，而且也使設備經銷商、產品的使用者在不同程度上受到了影響，這些問題直接影響產品在市場上的影響和低位。所以電子通信產品ESD防護設計是電子產品設計中不可忽視的重要環節。
一、ESD帶來的危害
1.ESD引起元器件失效
在放電的過程中，由於靜電會產生電流，從而改變周圍的電磁場狀況，電子元件所收到的信號出現錯誤，使得數字邏輯電路也發生了異常，進而在操作電子產品時引發錯誤、死機等現象。簡單來說就是靜電放電直接使電子元件出現開路或短路等現象，使其器件的工作能力減弱。若是帶點體沒有較高的靜電位，則沒有足夠的靜電放電，這樣會使電子元器件的引發完全失效，產生“內傷”。一般是很難檢測有輕度損傷的電子元器件的。如果器件受到類似的靜電放電次數比較多，則電子元器件會在這些損傷下完全失效，對於這樣的失效，人們無法預料到，因而其損失也非常大。
2.ESD會引發錯誤的信息及有錯誤動作的邏輯電路
從試驗中可以看出，ESD是一種脈衝幹擾[1]，當它對某種電子通信設備有過靜電放電過程後，在設備內部的多個不確定地方都可以檢測到幹擾脈衝，而錯誤的信息、邏輯翻轉的電路故障正是這個幹擾脈衝所引起的，從而使設備出現問題；ESD也能夠產生一種電磁脈衝幹擾，如果這個電磁脈衝幹擾與其比較敏感的電路相耦合，則也會使有錯誤的信息出現，造成設備出現故障[2]。
3.高壓靜電可吸附塵埃微粒
空氣中的塵埃顆粒易被靜電電荷吸附，而PCB板、半導體芯片也會受到汙染，從而降低了它們的絕緣電阻率，在很大程度上就使器件的工作效率受到了影響[3]。若是比較嚴重的問題，則會使器件產生故障。
二、現行ESD防護設計方案中存在的不足
基本上在現有的ESD防護設計方案中，都有問題存在，主要體現於兩個方麵：電氣應力（EOS）與ESD的區分和係統類型的識別。
1.EOS與ESD的區分
針對EOS而言，ESD事實上是其比較特殊的一種，然而在對ESD的防護方案進行明確時，常會分不清楚ESD、EOS的性能指標，在對ESD進行裝置時，錯把EOS防護的性能指標對其進行要求，這樣就會使裝置ESD的防護受到影響。
2.係統類型的識別
係統的識別對於確定係統ESD的防護方案起著很大的決定性作用[4]。係統的類型不同，則其的防護措施也不一樣。在當前的某些防護方案中，缺乏對係統的類型識別，這樣是不合理的。基於對ESD不同的敏感類型，主要有電壓敏感（VS）、能量敏感（ES）兩種。若係統對電壓比較敏感，則需要認真防護，例如在特定的操作位置上使用一些特殊的材料；若係統對能量比較敏感，相對而言防護條件的要求就不高。所以在具體的實踐中，即使VS器件的使用的不多，但如果該係統未識別，則在處理時要視為VS類型，以確保ESD防護的完備性。
三、電子通信產品ESD防護再設計時需注意的問題
ESD是不可避免的，對於ESD的防護要給予足夠的重視，在設計元件時就要有所考慮，在器件生產、包裝、運輸過程中時也要有效防護，因而ESD防護要從器件的設計到用戶使用的沒個環節中，都要要當作重要的內容去重視。
1.ESD防護方案執行等級的確定