专业的防静电解决方案

专业的防静电解决方案篇一：某公司 EPA 防静电解决方案 XX0225某公司 EPA 防静电解决方案 某公司主要生产滚动轴承和直线运动产品，目前正在引进一条流水生产线，涉及到电路板/芯片的安装和调试，要求此流水线区域为 EPA 防静电保护区。要求该区域基本要求如下： 1、 进口处设置门禁刷卡系统，员工刷卡并通过静电测试后三辊闸开启，员工进入工 作。出门时有一按钮即可出门（出门按钮仅限于控制出门三辊闸，不能控制进门的三辊闸） 。 2、 EPA 保护区域内地板为防静电地板或防静电地毯。3、 9 个工作台配备静电防护用品。 4、 要求静电防控系统符合 ESD 标准。 一、防静电知识介绍 在工业生产过程中，静电无处不在，因此静电的防控显得尤为重要。实验证明，人体、制程用品和生产环境是静电产生的最主要来源。 1、 人体产生的静电 人体是最为常见的静电源，人体静电主要由衣物之间、衣物与外界、衣物与身体之间摩擦产生，特别是在穿普通化纤衣服时会使静电产生加剧。 2、制程中的静电 产品在加工、装配、检验、返修、包装、储运等过程中会与多种物体发生直接接触，包括生产设备、工具、辅助物料、包装器材等，如果上述物料及器具产生静电放电或者携带物与产品发生交叉污染，很容易造成产品的损伤。上述物料及器具的材质、制造工艺、加工技术甚至使用方式都决定了产品制程受静电的影响程度。 3、环境产生的静电 高质量的产品必须在一个良好的生产环境中制造，生产环境的温湿度及洁净度对静电与的产生影响较大。例如，低湿度环境更容易产生静电、吸附尘度对静电的产生影响较大。例如，低湿度环境更容易产生静电、吸附尘流经过初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器，净化出口气流也会带静电。 二、静电防控的基本原理 静电防控的基本原理是：控制静电起电量和电荷积聚，防止危险静电源的形成；使用静电敏感度低的物质，降低场所危险程度；采用综合防护加固技术，防止 ESD（静电放电）能 量耦合。通常采取的措施有静电泄漏、静电屏蔽和静电中和等方式。如：采用防静电服控制静电起电量；采用防静电鞋增强人体静电泄漏；采用防静电屏蔽袋对产品进行静电隔离保护；采用离子化静电消除器进行静电中和等。三、防静电产品的分类防护对象区分，可以分为人体防护产品、制程防护产品和环境防护产品。见下图。 按照美国标准 ESD ANSI/的相关要求，在静电防护中要遵从以下 3 项原则。 A. 环境中的所有导体，包括人员，应该与一个已知接地或人造接地（如在船或飞机上）结合在一起，或电气联接和相连。如此的连结在所有物体和人员之间建立了一个等电位平衡。只要系统中所有的物体都处在同一个电位上，静电保护就可维持在高出地电位“零伏特”电压的电位水平上。 B. 环境中的必要的非导体，不能通过与地连接，失去它们的静电荷。空气电离化为这些必不可少的非导体提供了电荷中和的方式（电路板材料和一些器件的封装就是必不可少的非导体的例子） 。为保证配合静电放电敏感物体的合理的措施的实施，要求对工作场合中必要的非导体上的静电荷所产生的静电放电危害，做出评估。 C. 静电放电敏感物体在静电放电保护区（文中以“静电保护区” ）外运送时，要求用静电防护材料密封起来，虽然材料的种类依赖于具体的情况和目的。在静电保护区内，低带 电和静电耗散材料能提供合适的防护。静电保护区外，推荐使用低带电和静电放电屏蔽材料。按照这 3 大原则，我们建议对工作区域划分为 EPA(静电防护区)和非 EPA（非静电防护区） 。EPA 静电防护区内的人体防护、制程防护和环境防护这 3 大系统进行了详细的说明，按照标准要求提供了具体的检测项目和指标。 1、 人体防护系统：包括防静电工作服，防静电鞋、防静电手腕带、防静电手套和防静电椅。 2、 制程防护系统：包括周转车、托盘、周转箱、屏蔽袋和包装袋。3、环境防护系统：包括温湿度控制，接地系统、离子风机、离子风枪，台垫、地板篇二：ESD 静电问题终极解决方案 ESD 静电问题终极解决方案 静电是人们非常熟悉的一种自然现象。静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中，如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而，静电放电 ESD(Electro-Static Discharge)却又成为电子产品和设备的一种危害，造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。现代半导体器件的规模越来越大，工作电压越来越低，导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD 对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS 电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的 ESD 也开始作为电磁兼容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准。 1.静电成因及其危害 静电是两种介电系数不同的物质磨擦时，正负极性的电荷分别积累在两个特体上而形成。当两个物体接触时，其中一个趋从于另一个吸引电子，因而二者会形成不同的充电电位。就人体而言，衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人体带电的主要因之一。 静电源与其它物体接触时，依据电荷中和的机理存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。在高速电量的传送过程中，将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场，严重时将其中物体击毁，这就是静电放电。国家标准中定义：静电放电是具有不同静电电位的特体互相靠近或直接接触引起的电荷转移(GB/T4365-1995)，一般用 ESD 表示。ESD 会导致电子设备严重损坏或操作失常。 静电对器件造成的损坏有显性和隐性两种。隐性损坏在当时看不出来，但器件变得更脆弱，在过压、高温等条件下极易损坏。 ESD 两种主要的破坏机制是：由 ESD 电流产生热量导致设备的热失效;由 ESD 感应出过高电压导致绝缘击穿。两种破坏可能在一个设备中同时发生，例如，绝缘击穿可能激发大的电流，这又进一步导致热失效。 除容易造成电路损害外，静电放电也极易对电子电路造成干扰。静电放电对电子电路的干扰有二种方式。一种是传导干扰，另一种是辐射干扰。 问题 现在各类数码产品的功能越来越强大，而电路板却越来越小，集成度越来越高。并都或多或少的装有部分接口用于人机交互，这样就存在着人体静电放电的 ESD 问题。一般数码产品中需要进行 ESD 防护的部位有：USB 接口、HDMI 接口、IEEE1394 接口、天线接口、VGA 接口、DVI 接口、按键电路、SIM 卡、耳机及其他各类数据传输接口。ESD 可能会造成产品工作异常、死机，甚至损坏并引发其他的安全问题。所以在产品上市之前，国内或国外检测部门都要求进行 ESD 和其它浪涌冲击的测试。其中接触放电需要达到8kV，空气放电需要达到15kV，这就对ESD 的设计提出了较高的要求。 3.数码产品中 ESD 问题解决与防护 产品的结构设计 如果将释放的静电看成是洪水的话，那么主要的解决方法与治水类似，就是“堵”和“疏” 。如果我们设计的产品有一个理想的壳体是密不透风的，静电也就无从而入，当然不会有静电问题了。但实际的壳体在合盖处常有缝隙，而且许多还有金属的装饰片，所以一定要加以注意。 其一，用“堵”的方法。尽量增加壳体的厚离，即增加外壳到电路板之间的距离，或者通过一些等效方法增加壳体气隙的距离，这样可以避免或者大大减少 ESD 的能量强度。通过结构的改进，可以增大外壳到内部电路之间气隙的距离从而使 ESD 的能量大大减弱。根据经验，8kV 的ESD 在经过 4mm 的距离后能量一般衰减为零。 其二，用“疏”的方法，可以用 EMI 油漆喷涂在壳体的内侧。EMI 油漆是导电的，可以看成是一个金属的屏蔽层，这样可以将静电导在壳体上;再将壳体与 PCB(Printed Circuit Board)的地连接，将静电从地导走。这样处理的方法除了可以防止静电，还能有效抑制 EMI 的干扰。如果有足够的空间，还可以用一个金属屏蔽罩将其中的电路保护起来，金属屏蔽罩再连接 PCB 的 GND。 总之，ESD 设计壳体上需要注意很多地方，首先是尽量不让 ESD 进入壳体内部，最大限度地减弱其进入壳体的能量。对于进入壳体内部的 ESD 尽量将其从 GND 导走，不要让其危害电路的其它部分。壳体上的金属装饰物使用时一定要小心，因为很可能带来意想不到的结果，需要特别注意。 产品的 PCB 设计 现在产品的 PCB(Printed Circuit Board)都是高密度板，通常为 4 层板。随着密度的增加，趋势是使用 6 层板，其设计一直都需要考虑性能与面积的平衡。一方面，越大的空间可以有更多的空间摆放元器件，同时，走线的线宽和线距越宽，对于 EMI、音频、ESD 等各方面性能都有好处。另一方面，数码产品设计的小巧又是趋势与需要。所以，设计时需要找到平衡点。就 ESD 问题而言，设计上需要注意的地方很多，尤其是关于 GND 布线的设计以及 线距，很有讲究。有些产品中 ESD 存在很大的问题，一直找不到原因，通过反复研究与实验，发现是 PCB 设计中的出现的问题。为此，这里总结了 PCB 设计中应该注意的要点： (1)PCB 板边(包括通孔 Via 边界)与其它布线之间的距离应大于; (2)PCB 的板边最好全部用 GND 走线包围; (3)GND 与其它布线之间的距离保持在; (4)Vbat 与其它布线之间的距离保持在; (5)重要的线如 Reset、Clock 等与其它布线之间的距离应大于; (6)大功率的线与其它布线之间的距离保持在; (7)不同层的 GND 之间应有尽可能多的通孔(VIa)相连; (8)在最后的铺地时应尽量避免尖角，有尖角应尽量使其平滑。 产品的电路设计 在壳体和 PCB 的设计中，对 ESD 问题加以注意之后，ESD 还会不可避免地进入到产品的内部电路中，尤其是以下一些端口：USB 接口、HDMI 接口、IEEE1394 接口、天线接口、VGA 接口、DVI 接口、按键电路、SIM 卡、耳机及其他各类数据传输接口，这些端口很可能将人体的静电引入内部电路中。所以，需要在这些端口中使用 ESD 防护器件。 以往主要使用的静电防护器件是压敏电阻和 TVS 器件，但这些器件普遍的缺点是响应速度太慢，放电电压不够精确，极间电容大，寿命短，电性能会因多次使用而变差。所以目前行业中普遍使用专业的“静电抑制器”来取代以往的静电防护器件 。 “静电抑制器”是专业解决静电问题的产品，其内部构造和工作原理比其他产品更具科学性和专业性。它由 Polymer 高分子材料制成，内部菱形分子以规则离散状排列，当静电电压超过该器件的触发电压时，内部分子迅速产生尖端对尖端的放电，将静电在瞬间泄放到地。它最大特点是反应速度快(1ns)、非常低的极间电容(3pf)，很小的漏电流(1A)，非常适合各种接口的防护。 因为静电抑制器具有体积小(0603、0402)、无极性、反应速度快等诸多优点，现在的设计中使用静电抑制器作为防护器件的比例越来越多，在使用时应注意以下几点： 1、将该器件尽量放置在需要保(转载于: 小 龙文档 网:专业的防静电解决方案)护的端口附近; 2、到 GND 的连线尽可能短;3、所接 GND 的面积尽可能大。 ESD 的问题是众多重要问题之一。在不同的电子设备中有不同的方式来避免对电路的危害。由于现在的数码产品体积小、密度大，在 ESD 的防护上有独到的特点。通过大量的静电测试实验证明，采用本文的设计方法处理，将一个原本 2kV 放电就会死机的产品加以保护和改进，在 8kV 的静电放电情况下依然可以稳定工作，起到了很好的静电防护效果。随着电子设备使用的日益广泛， ESD 设计是每一个结构设计工程师和电子设计工程师需要重点关心的问题，通过不断总结与学习， ESD 问题将不再是一个难题! 篇三：知识：LED 静电问题及解决方案知识：LED 静电问题及解决方案 1、 静电就是物体表面存在过剩或不足的静电荷，它是一种电能。 静电是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，静电是通过电子或离子转移而形成的。 2、 静电就是物体所带相对静止不动的电荷。 静电的特点 高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百和数千伏。 低电量：静电流多为微安级(mA)。 作用时间短：微秒级 。 受环境影响大：特别是湿度，湿度上升、静电下降。 静电的产生 接触、摩擦、冲流、压电、温差、冷冻、电解 静电的危害 静电放电(ESD) 引起发光二极管 PN 结的击穿，是 led器件封装和应用组装工业中静电危害的主要方式。静电损伤具有如下特点： 1、隐蔽性:人体不能直接感知静电，即使发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为 2-3KV。大多数情况都是通过测试或者实际应用，才能发现 LED 器件已受静电损伤。 2、潜伏性:静电放电可能造成 LED 突发性失效或潜在性失效。突发性失效造成 LED 的永久性失效：短路。潜在性失效则可使 LED 的性能参数劣化，例如漏电流加大，一般 GaN 基 LED 受到静电损伤后所形成的隐患并无任何方法可治愈。 3、复杂性:在静电放电的情况下，起放电电源是空间电荷，因而它所储存的能量是有限的，不像外加电源那样具有持续放电的能力，故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂，控制起来也比较麻烦。另外，LED 极为精细，失效分析难度大，使人容易误把静电损伤失效当作其它失效，在对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。 4、严重性:ESD 潜在性失效只引起部分参数劣变，如果不超过合格范围，就意味着被损伤的 LED 可能毫无察觉地通过最后测试，导致出现过早期失效，这对各层次的制造商来说，其结果是最损声誉的。 ESD 以极高的强度很迅速地发生， 放电电流流经 LED 的 PN 结时，产生的焦耳热使芯片 PN两极之间局部介质熔融，造成 PN 结短路或漏电。防静电区设计原则 抑制静电荷的积累和静电压的产生。如设备、仪器、工装不使用塑料、有机玻璃、普通塑料袋。 1. 安全、迅速 ，有效地消除已产生的静电荷 ，使用有绳防静电腕防静电椅 、车、箱。 2. 地面 防静电地面，(防静电水磨石，防静电地板)1051010，敷设地线网。 3. 工位 台面、工作椅、凳面应采用 ESD 保护材料。 4. 人体 穿防静电服、鞋、腕等(1M)。 5. 接地 a、防静电工作区必须有安全可靠的防静电接地装置，地电阻小于 4。防静电地线不得与电源零线相接，不得与防雷地线共用，使用三相五线制的供电时，其地线可以作防静电地线。 b、工作台面、地板垫、坐椅、凳和其它导静电的 ESD保护措施均应通过限流电阻接到地线，腕带等应通过工作台顶面接地点与地线连接，工作台不可相互串联接地。 c、防静电工作区接地系统，包括限流电阻和连接端子应连接可靠并具有一定载流能力，限流电阻阻值选择应保证漏泄电流不超过 5mA，下限值取为 1M 。 6. 湿度 小于 60%时，须建防静电操作系统。 7. 电离器 不能有效地泄放静电荷的场合