淺析電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)

【摘要】ESD對(duì)電子通信產(chǎn)品的危害比較大，電子通信產(chǎn)品在工作中較容易產(chǎn)生靜電，一旦積累過多，即會(huì)發(fā)生靜電危害。ESD在電子通信產(chǎn)品中被理解為釋放的靜電，為保障電子通信產(chǎn)品的安全工作，必須防護(hù)ESD的危害，為電子通信產(chǎn)品營造安全的環(huán)境。因此，本文通過對(duì)電子通信產(chǎn)品的ESD進(jìn)行研究，分析防護(hù)方式的設(shè)計(jì)架構(gòu)，提出電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的優(yōu)化的對(duì)策，對(duì)電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)研究具有一定指導(dǎo)意義和借鑒價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】電子通信產(chǎn)品;ESD;防護(hù)設(shè)計(jì)

電子通信產(chǎn)品中很容易出現(xiàn)相互感應(yīng)，電荷積累到一定程度后會(huì)通過ESD的方式排泄，一旦發(fā)生ESD，直接改變電子通信產(chǎn)品周圍的磁場(chǎng)分布，干擾電子產(chǎn)品的正常通信，進(jìn)而導(dǎo)致電子產(chǎn)品的信號(hào)失控。

ESD不利于電子通信產(chǎn)品的安全運(yùn)行，據(jù)有關(guān)資料顯示，由于ESD毀壞的通信產(chǎn)品大約占到三分之二的比例，所以需強(qiáng)化ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)，保障電子通信產(chǎn)品具備安全運(yùn)行的能力。

一、ESD在電子通信產(chǎn)品中的危害

ESD在電子通信產(chǎn)品中的危害非常大，匯總電子通信產(chǎn)品ESD的危害并做如下分析：

1.傳送錯(cuò)誤信息

電子通信產(chǎn)品受到ESD的影響較大，出現(xiàn)錯(cuò)誤的信息指示。例如：ESD中存在脈沖干擾，如果其在電子通信產(chǎn)品內(nèi)發(fā)生放電，會(huì)檢測(cè)到遺留的脈沖，而脈沖能夠干擾電子通信產(chǎn)品的信息傳輸，導(dǎo)致電子通信產(chǎn)品的信息出現(xiàn)錯(cuò)誤、重復(fù)、延發(fā)等現(xiàn)象，在此過程中，脈沖還會(huì)與電子通信產(chǎn)品中的電路設(shè)計(jì)發(fā)生耦合，增加信息傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，因?yàn)殡娮油ㄐ女a(chǎn)品中錯(cuò)誤信息的積累，阻礙內(nèi)部路徑原有的通暢性，所以產(chǎn)品面臨硬件的沖擊破壞[1]。由此可見：ESD對(duì)電子通信產(chǎn)品的危害程度，需對(duì)其進(jìn)行有效的防護(hù)，才能保障電子通信產(chǎn)品的高質(zhì)量運(yùn)用。

2.元件失效

元件失效屬于直接的危害，特別是在靜電放電的過程中，大范圍影響電子通信產(chǎn)品周圍的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變動(dòng)的情況下，元件會(huì)逐漸失效，導(dǎo)致電子通信產(chǎn)品發(fā)出或接收的信號(hào)異常，不能保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。例如：在ESD影響下的電子通信產(chǎn)品，元件存在失效隱患，一旦操作電子通信產(chǎn)品，即會(huì)出現(xiàn)卡機(jī)、癱瘓的現(xiàn)象[2]。

ESD導(dǎo)致元件失效的過程非常簡單，是指在放電的狀態(tài)下，元件自身失去原有的功效，還會(huì)損壞元件本身，如果ESD的情況較為嚴(yán)重，有可能會(huì)沖擊整個(gè)電子通信產(chǎn)品，不僅僅是元件失效，而是整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都會(huì)處于死機(jī)狀態(tài)下。

3.污染元件

ESD在電子通信產(chǎn)品中具有顯著的吸附作用，可以吸附空中的漂浮物，促使其集中在電子通信產(chǎn)品的元件表面，影響元件本身的絕緣能力，降低電子通信產(chǎn)品的工作效率。基于ESD的元件污染存在故障隱患，很大程度上會(huì)造成產(chǎn)品故障。

二、電子通信產(chǎn)品ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)

結(jié)合電子通信產(chǎn)品的ESD危害，分析防護(hù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，例舉ESD中比較重點(diǎn)的防護(hù)設(shè)計(jì)，如下：

1.機(jī)殼ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)

機(jī)殼ESD防護(hù)的能力關(guān)系到電子通信產(chǎn)品的防護(hù)水平，而且機(jī)殼是電子通信產(chǎn)品的主要部分，其對(duì)ESD防護(hù)的需求度比較大。電子通信產(chǎn)品機(jī)殼防護(hù)如果達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)增加靜電排放的速度，不會(huì)聚集在電子通信產(chǎn)品內(nèi)，提高電子通信產(chǎn)品的抗干擾能力[3]。針對(duì)電子通信產(chǎn)品機(jī)殼的ESD防護(hù)，提出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，如：

（1）電子通信產(chǎn)品的機(jī)殼要實(shí)現(xiàn)充分的接地，可以采用匯集的方式，引導(dǎo)機(jī)殼接地，但是此項(xiàng)ESD防護(hù)設(shè)計(jì)必須存在，為產(chǎn)品防靜電提供最基礎(chǔ)的防護(hù)環(huán)境，有效保護(hù)電子通信產(chǎn)品的機(jī)殼部分;

（2）隔離機(jī)殼部分與電子通信產(chǎn)品的內(nèi)部環(huán)境，還要隔離機(jī)殼與接地線路，避免電子通信產(chǎn)品自身存在ESD危害，保障其具備自我防護(hù)的能力;

（3）合理使用復(fù)絕緣漆，均勻敷設(shè)在機(jī)殼的外表面，規(guī)避ESD感應(yīng)出的電弧風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在機(jī)殼防護(hù)的接口處，盡量不采用尖銳設(shè)計(jì)，提高機(jī)殼邊緣ESD的防護(hù)能力。

2.金屬部件ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)

金屬部件是電子通信產(chǎn)品的核心部分，負(fù)責(zé)通信的基本業(yè)務(wù)。金屬部件的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在整體設(shè)計(jì)中占據(jù)較高的比重，劃分電子通信產(chǎn)品中的金屬部分，提出對(duì)應(yīng)的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)，如下：

第一，部件本身的ESD防護(hù)，防止通信產(chǎn)品內(nèi)部感應(yīng)出靜電電流。

例如：電子通信產(chǎn)品內(nèi)的小型部件，極易與外界發(fā)生接觸，增加ESD的機(jī)率，此類部件在防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加設(shè)薄膜類的隔離物件，確保部件的絕緣能力。大多數(shù)電子通信產(chǎn)品內(nèi)包含金屬類的部件，而且各項(xiàng)金屬部件處于獨(dú)立的狀態(tài)，還需在外層涂抹復(fù)絕緣層，強(qiáng)化ESD的防護(hù)能力，切斷靜電電流的流通途徑。

第二，電子通信產(chǎn)品金屬插件的ESD防護(hù)，主要是設(shè)計(jì)靜電電流的排泄路徑。

由于插件構(gòu)成之間的距離非常近，容易受到ESD的干擾影響產(chǎn)品通信的質(zhì)量，所以插件的ESD防護(hù)應(yīng)充分發(fā)揮排泄的優(yōu)勢(shì)。例如：在構(gòu)建金屬插件的過程中，可以設(shè)置專有的排泄通道，有效轉(zhuǎn)移掉插件上的靜電電荷，避免ESD干擾電子通信產(chǎn)品的整體性能。

3.電路板ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)

電子通信產(chǎn)品的電路板中，包含特定的回路，此類回路的敏感性較高，即使電子通信產(chǎn)品中出現(xiàn)輕微的ESD，也會(huì)對(duì)其造成干擾。為提高ESD防護(hù)的能力，電路板會(huì)縮小占有面積，用于排除ESD的影響。例如：某電子通信產(chǎn)品電路板中的信號(hào)線，在滿足產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上去除多余的線路，電路板中負(fù)責(zé)安全的線路選擇就近設(shè)計(jì)的方式，保護(hù)電路板的通信質(zhì)量，除此以外，還需對(duì)信號(hào)線進(jìn)行濾波設(shè)計(jì)，排除靜電干擾，目前，電子通信產(chǎn)品中，電路板ESD防護(hù)設(shè)計(jì)基本采用濾波去耦的方式，在電路板的集成部位加設(shè)去耦電容，防止ESD干擾電子通信產(chǎn)品的運(yùn)用。

三、電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的優(yōu)化

電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)需要優(yōu)化措施，提高ESD防護(hù)設(shè)計(jì)的能力。基于電子通信產(chǎn)品的需求，針對(duì)ESD防護(hù)設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)優(yōu)化措施，如下：

1.遵循對(duì)應(yīng)防護(hù)

ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)需在電子通信產(chǎn)品的初始階段進(jìn)行，充分發(fā)揮ESD防護(hù)的優(yōu)勢(shì)，全面進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循電子通信產(chǎn)品在ESD防護(hù)方面的需求，待電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)設(shè)計(jì)完成后，還需對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、測(cè)試，確保其在運(yùn)用中具備防靜電的能力，如果發(fā)現(xiàn)不合理的防護(hù)設(shè)計(jì)，需結(jié)合實(shí)際情況，不斷進(jìn)行修正、改進(jìn)，以便確定ESD防護(hù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

2.提高ESD防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)

ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在電子通信產(chǎn)品中有明確的標(biāo)準(zhǔn)控制，不僅要達(dá)到產(chǎn)品本身的防靜電水平，更要達(dá)到產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)的實(shí)際要求，如此才可發(fā)揮ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)價(jià)值，穩(wěn)定電子通信產(chǎn)品的應(yīng)用[4]。ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品防靜電方面起到約束、控制的作用，一方面改善電子通信產(chǎn)品ESD防護(hù)的環(huán)境，另一方面保障ESD防護(hù)的可靠性，進(jìn)而提高電子通信產(chǎn)品的應(yīng)用能力。

四、結(jié)束語

綜上所述，ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)，涉及到諸多內(nèi)容，再加上電子通信產(chǎn)品在ESD防護(hù)中的標(biāo)準(zhǔn)要求，增加防護(hù)設(shè)計(jì)的難度。從目前來看，電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)，處于不斷優(yōu)化的狀態(tài)，排除以往防護(hù)設(shè)計(jì)方案中的不足之處，完善ESD防護(hù)設(shè)計(jì)在電子通信產(chǎn)品中的應(yīng)用，保障其具備靜電防護(hù)的條件，提高電子通信產(chǎn)品ESD的防護(hù)能力，對(duì)電子通信產(chǎn)品服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展具有里程碑意義。

參考文獻(xiàn)

[1]苗萌.ESD防護(hù)設(shè)計(jì)的若干問題研究[D].浙江大學(xué)，2012（03）：78-80.

[2]張華.關(guān)于電子通信產(chǎn)品三防設(shè)計(jì)的改進(jìn)探討[J].科技風(fēng)，2011（10）：25-27

[3]趙寧.電子通訊產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)及方法淺析[J].科技資訊，2010（01）：45-47.

[4]錢濤.有關(guān)電子通信產(chǎn)品的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011（24）：13-15.

作者簡介：王靜（1985—），中國海洋大學(xué)碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信。