希姆通SIM868的参考设计接口的静电防护
希姆通SIM868的参考设计接口静电防护
希姆通SIM868的参考设计接口的静电防护最近基于定位的物联网应用铺天盖地，作者也研究了下市场上普遍应用SIM868这个无线模块的应用，已经应用在共享单车上了，发现了他的强大功能之外，其参考设计的ESD控制设计比较合理，本文基于此模块的ESD控制逐一做些分解，科普下ESD在通信应用的重要性和一些方案。
首先看到这个模块的功能框图，虽然个头很小，但是功能却非常强大，所以对周边参考设计电路也比较周全。
规格书也详细说明了通信接口必须考虑静电ESD放电，接下来看各接口推荐保护电路。
SIM 卡接口2个GSM/GNSS天线接口Audio 接口包含麦克和扬声器SD 卡接口USB 接口通用串口I2C 接口1、SIM卡静电保护这个模块集成2个SIM卡，所以推荐一种器件能同时保护6路信号的集成ESD器件。
ESDA6V1W6 是SOT‐363 5V 同时保护5路信号的低容值ESD器件，由于信号接口集中，所以比分立器件使用更加便于布置。
2、GSM天线静电保护对于天线的高频信号保护，可以采用0402或0201的超低电容 ESD器件PESD0542U015，可以节约布板空间，且因为0.05PF的电容，可以保证高频、高速信号的完整传输。
3、SPEAKER扬声器静电保护对于扬声器的静电保护，可以采用0402或0201的超低电容 ESD器件PESD0542U015，可以节约布板空间，且因为0.05PF的电容，可以保证此模拟信号的完整传输。
4、Microphone静电保护Microphone和扬声器的应用类似，采用PESD0542U0155、SD卡静电保护SD卡重点保护data数据线和CLK，要确保选择的ESD器件是低容值和小封装的产品：LC0504F SOT‐5636、USB静电保护此模块USB经常用来配置数据，插拔容易被静电损坏，本方案可以采用分立器件或者集成器件，但要确保选择的器件结电容小于3PF。
LC05CI SOD‐323 5V 单路 Cj=1pfSR05 SOT‐143 5V 多路 Cj=1pf7、GPIO静电保护对于普通的IO口的静电防护，因为其速率较低，采用普通的TVS器件即可满足8KV的防护需求。
新一代手机设计中ESD和EMI问题解决方法
新一代手机设计中ESD和EMI问题解决方法中心议题：手机ESD和EMI防护设计手机EMI抗干扰功能解决方案：全新的单线保护 ESD阵列优化PCB面积超高速数据线路保护手机EMI滤波器设计最新的无线终端产品大多数都装备了高速数据接口、高分辨率LCD屏和相机模块，甚至有些手机还安装了通过DNB连接器接收电视节目的功能。
除增加新的功能外，手机尺寸的挑战依然没有变化，手机还在向小巧、轻薄方向发展。
众多功能汇聚在一个狭小空间内，导致手机设计中的ESD和EMI问题变得更加严重。
这些问题必须在手机设计的最初阶段解决，并需要按照应用选择有效的解决办法。
ESD和EMI 防护设计的新挑战传统的ESD保护或EMI滤波功能是由分立或无源器件解决方案占主导地位，例如，防护ESD的变阻器或防护EMI的基于串联电阻和并联电容器的PI型滤波结构。
手机质量标准的提高和新型IC的高EMI敏感度促使设计人员必须提高手机的抗干扰能力，因此某些方案的技术局限性已显露出来了。
简单比较变阻器和TVS二极管的钳位电压Vcl，就可以理解传统解决方案的局限性。
变阻器的钳位电压Vcl(8/20ms@Ipp=10A 测试)显示大约40V，比TVS二极管的Vcl测量值高60%。
当必须实施IEC 61000-4-2标准时，要想实现整体系统的稳健性就不能怱视这种差别。
除这个内在的电压差问题外，在手机使用寿命期内，随着老化现象的出现，无源器件解决方案还暴露出电气特性变化的问题。
因此，TVS二极管解决方案在ESD保护市场占据很大的份额，同时集成化的硅解决方案也是EMI滤波器不可或缺的组件。
是采用单线TVS还是ESD阵列保护？关于某些充分利用ESD保护二极管的布局建议，我们通常建议尽可能把ESD二极管放置距ESD干扰源最近的地方。
最好放在I/O接口或键盘按键的侧边。
因此，在选择正确的保护方法之前必须先区分应用形式。
以键盘应用为例，因为ESD源是一个含有多个触点的大区域，最好是设计类似于单线路TVS的保护组件，围绕电路板在每个按键后放置一个ESD二极管。
静电整改不过
ESD整改不过ESD整改不过，快来找ASIM（阿赛姆），我们拥有一支专业的EMC团队，为您的产品保驾护航！美容仪器因其小巧便携等优点，越来越受消费者的喜爱，但是因其体积小使得其ESD问题显得尤为突出。
这也使得设计者在设计时为之头痛。
一、描述：客户的样机是一台美容仪器，它可以检测人体皮肤的水分和油性，如果水分缺少，可以通过美容仪器给皮肤补水。
按照客户的要求，对样机施加±4KV的接触放电，±8KV的空气放电。
实际测试时，发现对样机USB金属口施加±4KV的接触放电，样机出现关机，蓝牙掉线，再重新开机才能恢复其功能。
这就不符合IEC61000-4-2 B类的标准。
降低电压测试，发现对样机施加±1KV的静电时，样机会出现类似的现象。
（此图片来自网络）二、整改过程：根据其出现掉电的现象，这跟正常按按键关机的现象类似，所以首先考虑过在按键上对地并联ASIM ESD（型号：ESD5D150TA），测试的时候发现其现象并没有明显改善。
再分析，排除了按键的干扰，因为按键是按一下，机器关机，再按一下机器开机。
所以如果是ESD干扰到按键的话那现象应该是一下开机，一下关机；但是实际现象是机器关机后不会在开机，与客户确认复位也可能导致出现这种现象，于是对机器的RESET 对地并联ASIM ESD（型号：ESD3V3D250TA）并且串上ASIM磁珠（型号：CVB1005C152T）,再进行测试的时候样机能过2KV，但是过不了3KV。
然后再个静电设置一个静电地，使得大部分的静电在流过USB金属口的时候通过静电地直接流到水平耦合板上泄放；并且将USB金属壳与PCB的GND用ASIM 磁珠（型号：CVB1608C252T）隔离,如下图：再进行测试的时候，样机在进行±4KV的接触放电的时候，不出现异常，这就符合EIC610000-4-2的标准。
三、整改心得：本次整改的思路有用到“堵”，“防”，“疏”。
静电敏感元件和部件的防护
第五章静电敏感元件／部件的防护在维修过程中还要注意一个不可忽视的问题——静电防护。
由静电导致的损坏会以一种间歇的、随机的和不可见的模式在制造业的工厂中和航线设施之间出现。
人们正在最大程度的遭受静电敏感装置的威胁。
本章对防静电符号、静电的产生及危害、防静电措施、静电敏感元件的运输和储藏、防静电测试等都作了具体的说明。
5．1．概述ESDS是electrostatic-discharge-sensitive(静电放电感应)的缩写。
随着数字系统和微电子装置在商用航空器上的广泛应用，由于静电放电造成组件损坏的影响范围也正在增加。
这些十分精密的组件被称作静电放电敏感(ESDS)组件。
这些ESDS组件能够通过在航线可更换组件(LRU)和标志卡上的防静电符号进行识别。
当两种不同材料发生摩擦的时候，静电电荷(自由状态下的电子能量)就产生了。
这些材料能产生正的或是负的电荷。
包括普通塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、泡沫材料、聚亚安酯以及人造纺织品、玻璃纤维和橡胶，通常这些被使用的材料都能产生电荷。
在这些材料和其它材料之间的滑动、摩擦或是分割动作都会频繁的产生高达15,000V以上的静电电压。
所以人体、工作台、地板(特别是上过蜡的)、家具、衣服、干净的工作服、封装材料、高压气体或液状装置都会产生静电。
最常摧毁静电敏感元件的低能源是人体，因为人体穿着不导电衣服并和地板接触，产生并且保持一定能量的静电。
一个人在航空器的地毯上走动或是简单地蹭一蹭他的头发都能积累1,000V以上的静电电荷。
大多数人都不会感觉到3,000V以下的静电放电。
静电放电过程中如果可以看见火花，那么静电电压一定是在12,000V以上。
如果静电放电能被看见或是感觉到，就能设定放电前的电势差高达数千伏。
然而，足以损坏ESDS组件的电压只需100V或是更少。
当静电放电通过或穿过一个装置表面的时候，它的物理或电特性就会发生改变。
静电放电(ESD)是在具有不同静电电势的物体之间的一种静电电荷的传输过程，它是通过直接接触引起的或是通过一个静电场感应的。
静电防护(ESD)
苏州新亚电通有限公司
静电控制（HOW）
环境控制
温度和湿度：
生产制造和维修区域属于静电高风险区域： 温度：20~30℃
相对湿度(RH)：45~75%
其它防静电工作区环境的温湿度一般要求： 温度：20~30℃
相对湿度(RH)：30~75%
注：产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际 条件采取相应的局部环境保证措施。
BOB.HU
苏州新亚电通有限公司
人员规范
作业过程的防静电指引
进入EPA区域前，测试腕带和人体电阻，测试通过并做好记录 方可进入；
接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，防静电腕带插入香 焦插孔中接地，要保证腕带与皮肤接触良好；
苏州新亚电通有限公司
高静电敏感器件失效原因排序
EOS/ESD 59% 电子测试 3% 氧化/钝化 3% 导体失效 3% 硅片断裂 4% 引脚短路/开路 7% 引脚连接 15% 其他 6%
EOS/ESD 引起的失效 排在第一位
BOB.HU
苏州新亚电通有限公司
硬损伤：器件直接不能工作. 软损伤：ESD 减弱了器件或单板 的性能，但仍能通过测试。单板 或器件的特性变差，最终失效.
ECA:ESD Control Area (ESD控制区域)
BOB.HU
•
•
•
苏州新亚电通有限公司
静电的历史及影响
• • • • 闪电 600BC-Thales发现用毛皮摩擦过的橡胶可 以吸起羽毛。 公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过 程中采用了静电控制。 公元1600年，William Gilbert 重复了 Thales 的实验，并观察到干燥天气的影响 。
esd静电防护方法 esd静电防护技术
esd静电防护方法esd静电防护技术1．一般esd静电防护的基本思路（1）从元器件设计方面，把静电保护设计到LED器件内，例如大功率LED，设计者在承载GaN基LED芯片倒装的硅片上，设计静电保护二极管，这时硅片不但作为GaN的承载基体，还起到ESD保护作用，使采用这种芯片封装的器件ESDS达到几千伏。
它的优点是直接提高器件抗ESD能力，简化封装生产和器件安装等过程的静电防护措施；缺点是增加成本，增大体积，芯片生产工艺复杂并且需要专业生产设各，它适用于高价值的LED器件。
（2）从生产工艺方面，有两种静电防护途径；①消除产生静电的材料与过程。
通过材料的选用，使静电产生的途径不存在了或者减少了，从源头消除了静电放电的产生与积累，是静电防护的有效的基本方法之一。
②泄放或中和防止静电放电。
因为产生静电的所有途径是不可能完全消除的，所以我们需要安全地泄放或中和那些要发生的静电，防止静电放电的发生。
2，esd静电防护接地技术接地就是直接将静电通过一条导线的连接泄放到大地，这是防静电措施中｜最直接、最有效的方法。
多数静电防护系统的效果，都依赖于接地地线的质量，静电接地技术是静电泄放工艺中的主要环节，系统接地的质量将直接影响电荷的释放能力。
地线必须是能够接受或提供大量电荷的，理想的地线应该是一个优良的导体，即电流流过地线时不产生电位降，地线上各点电位相同。
在工作区的静电地线应为静电专用地线，不得与其他地线共用。
防静电接地是厂房基建工程中重要的指标之一。
3．esd静电防护操作系统在进行静电敏感器件的操作时，工作台上应铺设具有静电导电和静电耗散功能的材料制成的防静电台垫。
使所有与器件接触的端子、工具、仪器仪表、人体达到一致的电位，并通过接地使静电能迅速泄放。
4．人体防静电系统人体防静电系统主要由防静电手腕带、防静电工作服、鞋袜等组成，必要时还需要辅以防静电工作帽、手套、脚套等物品。
这种整体的防静电系统兼各静电泄放、中和和屏蔽的作用。
接口EMI防护
手机静电放电的ESD问题解决与防护导读：手机有几个部分用于人机交互，这样就存在着人体静电放电的ESD问题。
手机电路中需要进行ESD防护的部位有：SIM 卡插座与CPU读卡电路、键盘电路、耳机、麦克风电路、电源接口、数据接口、USB接口、彩屏LCD驱动接口。
ESD可能会造成手机工作异常、死机，甚至损坏并引发其他的安全问题。
手机的功能越来越强大，而电路板却越来越小，集成度越来越高。
手机有几个部分用于人机交互，这样就存在着人体静电放电的ESD问题。
手机电路中需要进行ESD防护的部位有：SIM卡插座与CPU读卡电路、键盘电路、耳机、麦克风电路、电源接口、数据接口、USB接口、彩屏LCD驱动接口。
ESD可能会造成手机工作异常、死机，甚至损坏并引发其他的安全问题。
所以在手机上市之前，我国都强行要求进行入网测试，而入网测试中明确要求进行ESD和其它浪涌冲击的测试。
其中接触放电需要做到%26；#177；8kV静电正常，空气放电需要做到%26；#177；15kV静电正常，这就对ESD的设计提出了较高的要求。
手机中ESD问题解决与防护1 壳体的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。
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
![手机PCB中ESD及EMI防护[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3613b17352d380eb62946dde.png)
2020/11/19
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
附注
l 注: 此报告主要针对infineon手机平台.
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
一.PCB板中的EMI防护
手机PCB板中电磁干扰主要有三个方面:
1. 天线
2. AUDIO
3. 数字信号
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
RF部分和
数字部分
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
AUDIO 的EMI防护
l AUDIO中一般都是走差分线，两根两根并行一起走，周围隔 GND以防其他的数字的干扰。同时在他们走线的相邻层都要是 GND层屏蔽保护。
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
二。PCB板中的ESD防护
l 由于PCB板的面积越来越小，而功能要求越来越多， 随之而来的I/O接口也越来越多。手机中的ESD问题日 益突出。
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
PCB板中的RF防护
l 手机中RF是最重要的部分，也是容易受干扰 的部分，所以对RF要特别小心。
1。RF部分元件（L6 层）要靠近天线，同 时用单独的屏蔽筐与 其他部分隔离以防干 扰其它信号。
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
PCB板中的RF防护
l 2.与元件相 邻层(L5层) 要是大地 GND.
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
二。PCB板中的ESD防护
l 3。对I/O接口部分管脚加静电保护器件。 l 4。对按键部分设置尖端放电保护引脚。 l 5。对易受ESD的元件加屏蔽罩保护。 l 6。选用耐高静电的元件。 l 7。等等…
手机PCB中ESD及EMI防护[1]
ESD防护原理及措施总结_V1.0_2018
一、静电问题
— 1.静电产生机理简介 — 2.ESD标准及常见不良现象 — 3.常见ESD Fail的结构位置 — 4.常见ESD 控制的基本原则 — 5.ESD主要防止措施 — 6.部分案例分析
3.常见ESD Fail的结构位置
★外设接口开孔位置，如USB、Jack ★侧键开孔位置，尤其是采用金属材质且未接地或FPC未接 地处理处 ★SIM card、T card ★部分导电材质或采用导电工艺的装饰件，如摄像头装饰件、 闪光灯装饰件、喇叭网、听筒网 ★部分导电材质或采用导电工艺的壳体，如金属前壳、金属 电池盖、前后壳采用电镀 ★键盘板，尤其是用钢片做支架的键盘板 ★Camera、LCD、TP ★小板、转接FPC等其他辅料
— 6.2部分案例分析
★A655——ESD 实验+/-8KV，手机底电流增大。
通信设备的静电防护论文
通信设备的静电防护论文通信设备的静电防护论文通信设备的静电防护论文【1】【摘要】通信设备静电防护日益显的重要，通过对静电产生及基础性知识分析，根据实践经验提出通信设备静电防护措施的建议。
【关键词】防静电 ESD 防护随着现代通信业的飞速发展，通信器件的静电敏感度越来越高，4G、3G、传输、交换、数据高端等部分器件静电敏感度降到100V以下，通过产品设计并不能完全对器件进行ESD防护，静电防护变得越来越重要，为使我们的整个通信设备在各个过程都能重视ESD，建立合理的静电防护，了解ESD 就显的越来越重要。
一、静电的知识1、静电就是物体上多余的电荷。
它产生的效应包括带电体之间力的作用和电场，而静电放电是指带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移，通常有两种形式：接触放电，电场击穿放电。
2、静电的产生。
静电电压能够由以下几种情况产生：摩擦剥离起电，感应起电，电容的改变。
哪里有移动，哪里就有摩擦起电。
下面是与我们相关的人体活动产生的静电电压。
3、静电的特点。
静电具有高电位特点，可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千伏;具有低电量特点，静电流多为微安级(尖端瞬间放电例外);静电作用时间短：微秒级的特点;静电具有受环境影响大的特点，特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。
4、静电的危害。
在1960年第一个ESD敏感器件诞生以后，静电危害在生活中经常见到，例如影响复印机、吸尘器工作，静电导致医院里麻醉蒸气爆炸，飞行器在飞行过程中影响了通信，而现在计算机里的磁头是ESD最敏感的器件，敏感度约20V。
人体对ESD的敏感，在3000伏时，能通过皮肤感知，在5000伏时，能听到啪啪的响声，在10000伏时，能看到火花。
静电的危害对通信产品故障和其他原因对比如下：5、静电造成的危害举例美国也在上世纪八十年代初作过统计，它的电子工业每年由于静电造成的损失高达100亿美元。
英国经过数年调查了解到，该国上世纪七、八年年代的电子产品，每年因静电造成的损失约为20亿英磅。
ESD原理及通信接口选型应用
ESD原理及通信接口选型应用ESD (Electrostatic Discharge)是指静电放电现象，当两者或多个物体之间由于静电的存在造成的电荷传递的现象。
ESD对电子设备和电路造成的损坏是非常严重的，因此需要对设备和电路进行保护，以防止静电放电引起的损坏。
ESD的原理是由于人体与周围环境产生静电，当人体与设备或电路之间发生接触或靠近时，静电会通过接触或放电通路传输到设备或电路中，从而在设备或电路中产生电压变化，导致电路元件损坏。
因此，为了防止ESD引起的损坏，需要采取一系列的措施，包括使用ESD保护元件、合理设计电路布局、控制环境湿度等。
通信接口选型应用中，ESD保护是非常重要的一环。
在选择通信接口时，需要考虑接口对ESD的防护能力。
常见的通信接口有USB、HDMI、Ethernet等，下面以USB接口为例，对ESD保护方案进行介绍。
USB接口是一种广泛应用于计算机、手机、数码产品等设备中的通信接口。
在USB接口设计中，需要考虑ESD防护措施，以避免ESD引起的损坏。
通常，设计USB接口的ESD保护电路采用两级保护。
第一级保护是通过在接口的信号线上添加ESD保护器件，如TVS (Transient Voltage Suppressor)二极管。
TVS二极管可以快速地接收并吸收来自静电的高压脉冲，从而保护设备和线路不受损坏。
第二级保护是通过在接口的电源线和地线上添加ESD保护电路，如TVS二极管、MLV (Multilayer Varistor)等。
这些保护电路可以将静电放电分流到地线，以减小对设备和线路的影响。
除了ESD保护电路，还有一些其他的措施可以用于提高ESD防护能力。
例如，在PCB设计中，可以合理地布置信号线和地线，以减小静电放电路径的长度；还可以控制环境湿度，提高空气中的湿度，使静电更难生成和传递；此外，产品出厂前可以进行ESD测试，以验证产品的ESD防护性能。
总之，ESD防护是通信接口选型及应用中的重要一环。
简单有效的可穿戴设备ESD静电防护原则
简单有效的可穿戴设备ESD静电防护原则从关注度还没减退的第十六届高交会不难看出，可穿戴设备已然吸引了众多投资者的目光，而备受关注的另一面是可穿戴设备即将面临的挑战。
因此ESD保护器件也受到了制造商的重视，制造商将继续开发不会干扰可穿戴设备核心功能的保护技术。
消费者是直接通过接触皮肤进行穿戴，极大的暴露风险是使用者产生的静电。
静电可以说是无处不在的，即使最简单的人类接触也可以生成短暂的静电放电（ESD）。
如果没有适当的保护，没有任何传感器电路、蓄电池、充电接口、按钮、或数据输入输出可以为ESD提供进入可穿戴设备的路径，都对电子产品造成不可挽回的伤害。
一、较低的电容来避免干扰高速数据传输。
ESD保护器件必须提供不干扰日常功能的的电路保护。
例如，在射频接口（如蓝牙或无线局域网）或象USB2.0的有线端口，ESD保护器不能造成信号失真或数据信号强度损失。
为了保证信号完整性，ESD保护器的电容必须被最小化，而不减弱保护水平。
二、利用较低的钳位电压来保护最敏感电路。
如果发生ESD放电事件，ESD保护器的主要工作是尽可能转移和消散ESD瞬态电压。
该特点通过静电脉冲时减少状态阻力或动态阻力，得到改善，通过ESD保护器比被保护电路携带的冲击电流更多。
通过这样做，它减少了集成电路上的静电释放压力，并确保其生存。
三、更小巧的尺寸，以适应可穿戴设备中有限板的可用空间。
无论保护器件如何高性能运转，如果不能适应具体的应用环境，也是没有用的。
可穿戴设备变得更薄、更小，电路板会有最小的可用空间，以适应ESD保护方案。
分离器件的保护方案是最好解决该潜在设计挑战的途径，因为他们给设计工程师。
I、O接口防护方案
I/O 接口防护方案
优恩半导体（UN）
方案应用背景：
雷击或ESD 会对电子线路造成严重的威胁
元器件的微型化，其结构和导通电路已经无法处理因ESD 瞬变而引起的大电流 为符合最新高带宽要求的设备提供高性能瞬变电压防护
方案应用领域：
防护电路图：
产品外观：方案说明及注意事项：
该器件拥有极低的漏电流，可减少正常工作下的功率损耗
该ESD 器件结电容小，可高效的实现I/O 接口高速的数据传输要求 响应速率快，可以在ESD 脉冲上升时间内保护内部精密元件
同时该产品封装为SO-08，封装体积小，可节约PCB 的空间 计算机设计
PLD 通信设备
安防、监控设备。
电话设计中的ESD防护
电话设计中的ESD防护电话设计中的ESD防护2020-06-19 22：10所有数码产品的静电防护都大体相似，电话那个产品超级具有代表性，那个地址重点介绍一下电话的结构设计、PCB设计、电路设计中的应注意的问题，提出了电话设计中静电防护和改良的方法。
并就ESD的形成机理、对电子产品的危害，重点就电话设计中的ESD问题及防护和设备改善做了重点研究。
关键词：静电电话ESD TVS静电是人们超级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。
但是，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乃至部件损坏。
现代半导体器件的规模愈来愈大，工作电压愈来愈低，致使了半导体器件对外界电磁骚扰灵敏程度也大大提高。
ESD关于电路引发的干扰、对元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题愈来愈引发人们的重视。
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，正负极性的电荷别离积存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，因此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要紧缘故之一。
静电源与其它物体接触时，依据电荷中和的物理存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。
在高速电量的传送进程中，将产生潜在的破坏电压、电流和电磁场，严峻时将其中物体击毁，这确实是静电放电。
国家标准中概念：静电放电是具有不同静电电位的特体相互靠近或直接接触引发的电荷转移(GB/T4365-1995)，一样用ESD表示。
ESD会致使电子设备严峻损坏或操作失常。
静电对器件造成的损坏有显性和隐性两种。
隐性损坏在那时看不出来，但器件变得更脆弱，在过压、高温等条件下极易损坏。
关于电力通信设备的静电防护
关于电力通信设备的静电防护摘要：随着科学技术的发展，电力通信设备得到广泛的应用，电力通信设备体积小、功耗小、运行速度快、故障率低，便于维护管理，对电网的运行起着重要作用。
电力通信设备虽然有很多优点，但有一个致命弱点，就是易遭受静电放电损害。
静电是一种能量，它是物体表面过剩或不足的静比电荷，并以电荷积聚的方式被存储。
静电既能通过其形成的电场做功，也可以通过放电的形式转化为其他形式的能量。
因此，笔者认为做好电力通信设备的静电防护工作，能有效地降低因静电放电对电力通信设备造成的不良影响，对保障电力安全生产有着一分重要的意义。
关键字：电力通信设备；静电防护当两个不同材质的物体接触之后又分开，加上一些外力的影响，比如动能、热能、位能等，使双方之间产生的电荷无法中和起来，电荷在这个过程中就会积累起来，最终导致这两个物体之间产生静电。
静电的危害来自于放电的过程，其产生的危害不容忽视，中国通讯设备正向小型化、自动化以及智能化方向发展，电力设备对于电网系统而言非常重要，因此，做好电力通讯设备的保护工作，一方面是为了降低静电对电力通讯设备造成的损害，另一方面也是为了保护电力系统稳定、正常运行。
1 静电概况静电的特点为有较高的电位，可以达到数万伏甚至十万伏，在操作的过程中，甚至可以达到上千伏。
当静电处于低电量时，大部分的静电流是微安级的，静电产生的时间较短，几乎呈现的是微秒级的特点，当环境中的湿度和温度产生变化后，静电会因此受到一定的影响，导致静电积累减少。
2静电放电产生的原因以及形成的危害静电放电产生的原因在于带电物体周围所产生的磁场强度已经超过了周围其他介质的绝缘体，同时还击穿了这些介质的磁场强度。
在这个过程中，介质产生的电离导致带电物体上的静电电荷部分甚至全部消失。
不仅如此，当物体产生静电放电后，静电的能量被无限扩大，同时还会造成电磁脉冲辐射。
静电放电所产生的原因可以详细划分为以下这3个方面：（1）电磁感应。
输电线路和其他的电力通讯设备正常运作时，会出现电磁辐射问题，当电力通讯设备受到辐射的影响后，会引发较强感应的电压产生，如果一旦靠近电压差较低物体后，设备将会产生较强的静电放电现象。
如何做好ESD防护
ESD防护技术摘要：分静电基础知识、ESD防护技术两部分，第一部分主要介绍静电特点、静电衰减与之积累规律、人体静电的起电方式、静电损伤的失效模式；第二部分主要介绍静电防护的必要性、静电防护的目的与途径、静电防护的过程控制、静电防护系统的构成。
随着电子产品的轻、薄、短、小化，以及电子元器件的不断小型化、超大规模集成电路的广泛应用，特别是数字技术的发展和应用，SMT组装技术在电子产品制造业中扮演着日益重要的角色，而静电已成为电子工业中造成器件失效、产成品合格率低及其早期失效的主要原因，严重影响产品直通率及质量稳定性与可靠性，给制造商的生产成本、声誉造成不良影响，因此静电防护已越来越受到重视。
1 静电起电及其流散与积累规律1.1静电起电一般物体是中性，若任一物体带有过剩的电荷则成为带电体，物体间的电荷转移过程称为起电过程。
失去电子带正电，得到电子带负电，由于电子的得与失使物体失去电平衡，就产生了静电。
静电产生得基本过程可归纳为四个阶段：接触→电荷转移→偶电层的形成→电荷分离。
物体的起电方式主要有：⑴物体间的摩擦，产生的热可使电子转移，产生静电;⑵物体间的接触与分离；⑶电磁感应。
对于后两种起电方式比较容易预防与控制，在实际生产中最难以控制、防不胜防的是第一种起电方式——摩擦起电，主要是由于人体的动作及设备的运动而产生。
如元器件、PCB成品板间的相互碰撞和接触摩擦而形成很高的表面电位，操作者与大地绝缘时，人体静电位可高达1.5kV～35kV。
1.2 静电起电序列两个不同物体相互接触时，各自带上极性相反、数量相同的电荷，一个失去电子成为空穴带电（＋），而另一个得到电子成为电子带电（－）。
常见不同物体接触起电的序列为：（＋）空气→人手→玻璃→云母→头发→尼龙→羊毛→铝→纸→棉花→钢铁→木→硬橡皮→铜→银→金→聚乙烯→聚氯乙稀（－），位于较前的物体一般带正电，而位于较后着则带负电，即电子从位于前面的物体转移到后面的物体中。
手机ESD的防护与设计
本科毕业设计（论文）手机的静电放电(ESD)防护设计学院xxxxxxxxxxxxxxxxx专业xxxxxxxxxxxx年级班别xxxxxxxxxxxxx学号xxxxxxxxxxxx学生姓名xxxxxx指导教师xxxxxxx2013年6月摘要随着社会的发展，无线通信产品已被应用到各个领域中，但其静电放电（ESD）的问题也日益突出；而手机作为无线通信产品中已成为社会上最普及的电子产品之一，静电放电（ESD）仍是引起其故障的主要原因之一，它造成了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。
本文所要研究的是对ESD手机产生的危害和ESD的形成机理作较详细分析，重点研究手机设计中的ESD问题及防护措施。
关键词：手机，静电释放，ESD，防护AbstractWith the development of society, the products of wireless communication have been applied to various kinds of fields, but the Electro-Static Discharge (ESD) problem is increasingly conspicuous. As a wireless communication product, the mobile phone has become one of the society's most popular electronic products, the Electro-Static Discharge(ESD) is still one of the main reasons which is caused by the fault, it is also the cause of damage function disordering electronic products ,equipment and parts. Nowadays , the scope of semiconductor devices is becoming larger and larger, and its working voltage is more and more low, resulting in the semiconductor devices to external electromagnetic disturbance sensitivity is greatly improved. The destruction and other issues resulting from the Electro-Static Discharge(ESD),such as interfere the circuit of components, CMOS and interface circuit ,caused more and more attention. The Electro-Static Discharge (ESD) of the electronic equipment also began to write to national and international standards as an important content of electromagnetic compatibility testing.This passage is to study the detailed analysis of the formation mechanism and the harm of ESD on the production of mobile phone; and the ESD problem and the protection measures focus on the design of mobile phone.Key words: Mobile phone, The Electro-Static Discharge,ESD,Protection目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景及目的 (1)1.2 ESD产生的原理 (2)1.2.1 静电释放的定义 (2)1.2.2 静电释放的产生及特点 (2)1.2.3 ESD的模型及标准 (2)1.3 静电对手机的危害 (6)1.3.1 静电对电子元件的危害 (6)1.3.2 静电对电路的危害 (6)1.3.3 静电对手机在生产过程中造成的危害 (7)1.3.4 静电放电对手机造成的危害 (7)1.4 国内外研究状况 (8)1.5 本文主要内容 (8)2 手机中的ESD防护设计 (9)2.1 手机结构设计 (9)2.2 手机PCB的ESD防护设计 (10)2.3 手机ESD的软件设计 (12)2.4 手机电路设计中一些ESD器件简介 (12)3 手机静电ESD的测试标准及验证方法 (15)3.1 手机ESD的测试标准 (15)3.2 标准中相关的内容 (15)3.3 手机ESD验证方法 (16)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 绪论1.1 课题研究的背景及目的随着科学技术的不断发展及微电子技术的迅猛进步，电子仪器仪表、设备和无线通信等电子产品日趋小型化、多功能及智能化，半导体、大规模和超大规模集成电路、高密度集成电路已成为电子工业中不可缺少的器件，并在各种电子设备的设计制作中得到广泛应用。
手持设备的ESD保护
手持设备的ESD保护一)ABSTRACT手持设备在其生产和使用过程中都会收到ESD的威胁,可能因此产生器件损坏、死锁、复位、信息丢失等问题,影响系统可靠性,而且随着器件的集成度的提高以及手持设备的小型化,ESD问题越来越需要足够的重视.本文详细论述了ESD的产生原因以及其对手持设备的危害,并介绍了IEC61000-4-2的标准和ESD测试的方法.ESD的防护方法很多,效果不一,在本文中我们对各种方法进行了详细的介绍,另外对于电路的布局也提供了相应的参考.本文针对目前的手持设备ESD防护的需求,重点介绍了串口/SIM卡/AUDIO/LCD等处的ESD防护技术.二)ESD产生的机理与对手持设备的危害两种不导电材料的接触与分离都会引起电子的转移，因而在各物体上产生额外的电荷。
当积累的静态电荷向另一个电位较低(相对地)的物体放电时，就产生了ESD。
在0.7ns到10ns的时间里，电弧电流会达到几十安培，有时甚至会超过100安培。
电弧将一直维持直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧为止。
放电量的大小和放电持续时间取决于充电材料的类型和周围的环境等多种因素。
所有的便携电子器件，从最基本的到最复杂的，都容易受到ESD 的损坏。
ESD基本上可以分为三种类型，一是各种机器引起的ESD，二是家俱移动或设备移动引起的ESD，三是人体接触或设备移动引起的ESD。
在手持设备中，人体引起的ESD是主要的因素。
ESD可以产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场。
如果是直接接触系统的外部导电端，那么这个电压将直接进入系统内部，如果是空气放电的话，ESD电流产生的电磁场可以直接穿透设备或者通过孔洞、缝隙等耦合到敏感电路上。
当ESD放电电流在系统内部流动的时候，ESD 脉冲所导致的辐射波长从几厘米到数百米，这些辐射能量产生的电磁噪音将损坏或者骚扰它们的运行。
如果ESD感应的电压和/或电流超过电路的信号电平,电路的操作将失常.在高阻电路中,电流信号很小,此时电容耦合将占主导地位,ESD感应电压为主要问题,在低阻电路中,信号主要为电流形式,因而电感耦合占主导地位,ESD感应电流将导致大多数电路出现问题.因此实际系统中可能存在的ESD威胁可以归纳为4点:1)初始的电场能容性耦合到表面积较大的网络上，并在离ESD电弧100mm处产生高达4000V/m的高压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
希姆通SIM868的参考设计接口的静电防护
最近基于定位的物联网应用铺天盖地，作者也研究了下市场上普遍应用SIM868这个无线模块的应用，已经应用在共享单车上了，发现了他的强大功能之外，其参考设计的ESD控制设计比较合理，本文基于此模块的ESD控制逐一做些分解，科普下ESD在通信应用的重要性和一些方案。
首先看到这个模块的功能框图，虽然个头很小，但是功能却非常强大，所以对周边参考设计电路也比较周全。
规格书也详细说明了通信接口必须考虑静电ESD放电，接下来看各接口推荐保护电路。
SIM 卡接口2个
GSM/GNSS天线接口
Audio 接口包含麦克和扬声器
SD 卡接口
USB 接口
通用串口
I2C 接口
1、SIM卡静电保护
这个模块集成2个SIM卡，所以推荐一种器件能同时保护6路信号的集成ESD器件。
ESDA6V1W6 是SOT-363 5V 同时保护5路信号的低容值ESD器件，由于信号接口集中，所以比分立器件使用更加便于布置。
2、GSM天线静电保护
对于天线的高频信号保护，可以采用0402或0201的超低电容ESD器件PESD0542U015，可以节约布板空间，且因为0.05PF的电容，可以保证高频、高速信号的完整传输。
3、SPEAKER扬声器静电保护
对于扬声器的静电保护，可以采用0402或0201的超低电容ESD器件PESD0542U015，可以节约布板空间，且因为0.05PF的电容，可以保证此模拟信号的完整传输。
4、Microphone静电保护
Microphone和扬声器的应用类似，采用PESD0542U015
5、SD卡静电保护
SD卡重点保护data数据线和CLK，要确保选择的ESD器件是低容值和小封装的产品：LC0504F SOT-563
6、USB静电保护
此模块USB经常用来配置数据，插拔容易被静电损坏，本方案可以采用分立器件或者集成器件，但要确保选择的器件结电容小于3PF。
LC05CI SOD-323 5V 单路Cj=1pf
SR05 SOT-143 5V 多路Cj=1pf
7、GPIO静电保护
对于普通的IO口的静电防护，因为其速率较低，采用普通的TVS器件即可满足8KV的防护需求。
结语：模块虽小，接口众多，静电威胁无处不在，但是针对各接口的特性，设计不同的静电保护方案，选择合适的ESD器件，可以花较少的成本完成功能、可靠性、EMC测试的各方面需求，雷卯致力于从客户
应用端解决问题，不但为客户提供各种EMC方案，同时也为PCB的设计提供各种新思路，新案例。