完整ESD及EMI保护方案
esd防护方案
esd防护方案一、引言静电放电（ESD）是电子系统面临的主要威胁之一，它可以导致设备损坏、数据丢失，甚至系统失效。
因此，制定并实施有效的ESD防护方案对于保护电子系统的正常运行至关重要。
二、方案目标本方案的目的是通过采取一系列措施，降低或消除电子系统受到ESD威胁的风险，确保电子系统的正常运行和可靠性。
三、方案内容1. 人员培训：所有与电子系统接触的人员都应接受ESD防护培训，了解ESD产生的原因、危害及防护措施。
2. 接地措施：建立完善的接地系统，将电子设备、设施及其相关人员与ESD电流导走，避免静电积累。
3. 防静电工作区：设置防静电工作区，区域内所有设备、工具和人员都应采取防静电措施。
工作区内应铺设防静电地板，配备防静电工作台和防静电椅。
4. 防护用品：为工作人员提供防静电服、防静电鞋、防静电手套等防护用品，降低人体带电的风险。
5. 检测与监控：定期对电子系统进行ESD检测和监控，及时发现并解决潜在的ESD问题。
6. 环境控制：保持工作区域内的温度、湿度和清洁度在适宜的范围内，减少ESD产生的条件。
7. 维修与保养：对电子系统进行定期的维修与保养，确保设备性能良好，降低ESD对设备的影响。
8. 应急处理：制定ESD应急处理预案，一旦发生ESD事件，迅速启动预案，减小损失。
四、实施步骤1. 对全体员工进行ESD防护培训，提高员工的防护意识和技能。
2. 对电子系统的工作环境进行评估，确定是否需要采取防静电措施。
3. 建立完善的接地系统，确保电子设备和人员安全。
4. 配置防静电工作区，提供必要的防护用品。
5. 对电子系统进行定期的ESD检测和监控，及时发现并解决潜在问题。
6. 定期对电子系统进行维修与保养，确保设备性能良好。
7. 制定ESD应急处理预案，并进行演练，提高应对能力。
五、预期效果通过实施本方案，预期可以达到以下效果：1. 降低或消除ESD对电子系统的威胁，提高设备的可靠性和稳定性。
2. 减少因ESD导致的设备损坏、数据丢失等问题，降低维修成本和生产损失。
esd策划方案
ESD策划方案1. 引言静电放电（ESD）是在人体和物体之间发生的电荷移动，可能会导致设备损坏、数据丢失或生产停机等问题。
为了保护设备和确保生产正常运行，制定一个有效的ESD策划方案至关重要。
本文将介绍一种基于最佳实践的ESD策划方案，以帮助组织减少ESD风险，并确保设备和生产的可靠性。
2. ESD风险评估在制定ESD策划方案之前，首先需要进行ESD风险评估。
该评估可以通过以下步骤完成：2.1 识别ESD敏感设备识别组织中对ESD特别敏感的设备，例如集成电路、电子元件等。
这些设备在静电放电的情况下容易受到损坏。
2.2 评估ESD风险等级根据设备敏感性及其操作环境，对ESD风险进行评估。
可以使用一些标准和指南，如ISO 10605或JEDEC JESD625等，来评估ESD风险等级。
2.3 识别ESD源头和路径识别潜在的ESD源头和ESD传播路径。
这些源头和路径可能是人体、地面、工具、设备等，通过接触、摩擦或电磁辐射等方式传播ESD电荷。
2.4 评估ESD风险综合考虑ESD敏感设备、风险等级和ESD源头与路径，评估ESD风险的潜在影响。
根据评估结果，确定出具体的ESD策划方案。
3. ESD策划方案实施在评估了ESD风险之后，可以制定以下具体的ESD策划方案来减少ESD风险：3.1 培训与教育培训和教育是确保员工了解ESD风险的关键。
组织应该制定培训计划，向员工传授ESD风险的知识、应对措施以及正确使用防护设备的方法。
培训可以包括课堂培训、在线培训、演示以及培训资料的分发等。
3.2 静电防护区域建立静电防护区域（ESD Protected Area，EPA），限制ESD风险的传播。
EPA应该具备以下要素：地面导电、防静电工作桌椅、合适的照明、接地防护设备、防静电服装等。
通过将受ESD风险的设备和人员限制在EPA内，可以有效减少ESD风险。
3.3 防静电设备和工具使用防静电设备和工具是防止ESD风险的重要措施。
用于手机的高性能、微封装ESD和EMI解决方案
见 图 ３ 。
Ｐｒ ｏｄｕｃ ｏｒＭｏｂｉ ｔｆ ｌቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＰｈｏｎｅ ｅ
Ｓ 所 推 出 的 Ｅ Ｄ 系 列 的 新 产 Ｔ ＳＡ 品 包 括 Ｌ ６ １ 、Ｖ Ｍ６ ６ １ Ｍ６等 ， Ｃ Ｖ Ｍ３ ６ ｌ 、 Ｖ— ５ 其特 点 是 高 性 能 以及 微 型 封 装，
的 影 响 尤 为 明 显 。由 于射 频 信 号 的 频 率 高达 ９ ０ ｚ以上 ， 远 高于 时 ０ ＭＨ 远
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阵 列 ， 将 多 个 Ｅ Ｄ保 护 二 极 管 集 它 Ｓ
成 在 一 起 ，可 以 提 供 多 达 ５线 的 数 据线保护 。
机 中 的 芯 片发 出 击 穿 ； ２可 能会 使 （）
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USB 2.0的EMI和ESD设计
USB 2.0的EMI和ESD设计提供双向、实时数据传输的USB接口，以其即插即用、可热插拔和价格低廉等优点，目前已成为计算机和信息电子产品连接外围设备的首选接口。
时下流行的USB2.0具有高达480Mbps的传输速率，并与传输速率为12Mbps的全速USB1.1和传输速率为1.5Mbps的低速USB1.0完全兼容。
这使得数字图像器、扫描仪、视频会议摄像机等消费类产品可以与计算机进行高速、高性能的数据传输。
另外值得一提的是，USB2.0的加强版USB OTG可以实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。
例如。
数码相机可以直接与打印机连接并打印照片，PDA可以与其它品牌的PDA进行数据传输或文件交换。
USB接口的传输速率很高，因此如何提高USB信号的传输质量、减小电磁干扰(EMI)和静电放电(ESD)成为USB设计的关键。
本文以USB2.0为例，从电路设计和PCB设计两个方面对此进行分析。
图1：USB2.0的噪声抑制电路图当USB2.0接口采用高速差动信号传输方式时，由于接地层与电源层的信号摇摆，放射噪声会有所增加。
因此，为避免串扰并保证信号的完整性，消除将要混入高速信号中的共模噪声是电磁兼容设计的必要对策。
在图1所示的电路中，数据电源线和地线上分别串联一个阻抗为120欧姆、额定电流为2A的磁珠，而差分线对上则串联一个共模阻抗为90欧姆的共模扼流器。
共模抗流器由两根导线同方向绕在磁芯材料上，当共模电流通过时，共模抗流器会因磁通量叠加而产生高阻抗；当差模电流通过时，共模抗流器因磁通量互相抵消而产生较小阻抗。
以深圳顺络电子有限公司生产的共模抗流器SDCW2012-2-900为例，该器件在100MHz 的差模阻抗仅为4.6欧姆。
从图2所示的衰减特性也能看出共模扼流器对差分信号不会造成影响，主要是针对共模电流进行选择性的衰减。
图2：SDCW2012-2-900的衰减频谱由于USB接口具有可热插拔性，USB接口很容易因不可避免的人为因素而导致静电损坏器件，比如死机、烧板等。
完整ESD及EMI保护方案
完整ESD及EMI保护方案对于电子产品而言，保护电路是为了防止电路中的关键敏感型器件受到过流、过压、过热等冲击的损害.保护电路的优劣对电子产品的质量和寿命至关重要。
随着消费类电子产品需求的持续增长，更要求有强固的静电放电(ESD）保护，同时还要减少不必要的电磁干扰（EMI）/射频干扰（RFI）噪声.此外,消费者希望最新款的消费电子产品可以用小尺寸设备满足越来越高的下载和带宽能力.随着设备的越来越小和融入性能的不断增加，ESD以及许多情况下的EMI/RFI抑制已无法涵盖在驱动所需接口的新一代IC当中。
另外，先进的系统级芯片（SoC)设计都是采用几何尺寸很小的工艺制造的。
为了优化功能和芯片尺寸，IC设计人员一直在不断减少其设计的功能的最小尺寸.IC尺寸的缩小导致器件更容易受到ESD电压的损害。
过去，设计人员只要选择符合IEC61000—4—2规范的一个保护产品就足够了。
因此，大多数保护产品的数据表只包括符合评级要求.由于集成电路变得越来越敏感,较新的设计都有保护元件来满足标准评级，但ESD冲击仍会形成过高的电压，有可能损坏IC。
因此，设计人员必须选择一个或几个保护产品,不仅要符合ESD脉冲要求，而且也可以将ESD冲击钳位到足够低的电压，以确保IC得到保护。
图1：美国静电放电协会（ESDA）的ESD保护要求先进技术实现强大ESD保护安森美半导体的ESD钳位性能备受业界推崇，钳位性能可从几种方法观察和量化.使用几个标准工具即可测量独立ESD保护器件或集成器件的ESD钳位能力，包括ESD保护功能。
第一个工具是ESD IEC61000—4—2 ESD脉冲响应截图,显示的是随时间推移的钳位电压响应，可以看出ESD事件中下游器件的情形。
图2:ESD钳钳位截图除了ESD钳位屏幕截图，另一种方法是测量传输线路脉冲（TLP)来评估ESD钳位性能.由于ESD事件是一个很短的瞬态脉冲，TLP可以测量电流与电压(I—V）数据，其中每个数据点都是从短方脉冲获得的.TLP I—V曲线和参数可以用来比较不同TVS器件的属性,也可用于预测电路的ESD钳位性能.图3:典型TLP I-V曲线图安森美半导体提供的高速接口ESD保护保护器件阵容有两种类型。
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。
ESD_EMI防护
EMI/ESD防护
ESD保护一般通过两种途径来实现，第一种方法是避免ESD的发生；第二种方法则是通过片内或片外集成内部保护电路或专用ESD保护器件，从而避免ESD发生后将被保护器件损坏。
1、一般而言，避免ESD的方法可分为以下几类：
Surround（包围）：静电敏感元器件都以抗静电材料包装，而在静电敏感区域人员，着静电服；
Ground（接地）：将工作环境中的人员及设备通过不同的地线接地；
Impound（排除）：排除工作区域内的非抗静电材质，此外，可对静电极为敏感工作位增加离子风扇以中和产品表面所带静电；
湿度：适宜的湿度可降低ESD发生的几率。
2、ESD保护器件
比较常用的ESD保护器件有陶瓷电容、齐纳二极管、肖特基二极管、多层变阻器（压敏电阻）、TVS（Transient V oltage Suppresse瞬态电压抑制器）。
EMC-EMI之综合解决方案
EMC/EMI之综合解决方案中心议题：EMC/EMI的综合解决方案解决方案：ESD防护解决方案开关电源电磁干扰抑制措施汽车电子设备的电磁兼容设计电磁兼容主要包括电磁干扰（EMI）和电磁抗干扰(EMS)两方面，本讲将从探讨电磁干扰措施和电磁抗干扰技术的角度来介绍EMC/EMI的综合解决方案。
具体内容包括结合实例探讨ESD 防护解决方案；从电磁兼容三要素（干扰源、耦合通路和敏感体）入手分析，开关电源电磁干扰抑制措施；及汽车电子设备的电磁兼容设计案例。
1 ESD防护解决方案电磁干扰普遍存在于电子产品，不仅是设备之间的相互影响，同时也存在于元件与元件之间，系统与系统之间，其主要的两种途径为传导干扰和辐射干扰，而传导干扰又细分为共模干扰差模干扰。
引起干扰的原因种类复杂，其核心为静电放电干扰。
静电有两种类型，即传导型的静电和辐射型的静电。
对于这两种静电主要采取如下防护措施：1.1传导性ESD防护对静电电流在电路中防护主要使用一些保护器件，在敏感器件前端构成保护电路，引导或耗散电流。
此类保护器件有：陶瓷电容，压敏电阻，TVS管等。
下面通过某电子产品接触式静电放电的接地改良来说明传导型ESD防护方案。
某电子产品的ESD发生器采用苏州泰斯特电子科技有限公司生产的型号为ESD-20静电放电测试仪器，器性能满足IEC61000-4-2标准要求，电子产品抗击电压为4.7KV，超过4.7KV就会出现蜂鸣器报警，死机现象。
实验布置图：图1 某电子产品接触式静电放电的接地改良实验布置图对此电子产品的接触式静电放电的接地进行分析，找出其存在的问题，并提出解决措施，可对其接地进行改良。
1.2辐射性ESD防护对于静电产生的场对敏感电路产生影响，防护方法主要是尽量减少场的产生和能量，通过结构的改善增加防护能力，对敏感线路实施保护。
对场的保护通常比较困难，在改良实践中探索出了一种叫做等位体的方法。
通过有效地架接，是壳体形成电位相同体，抑制放电。
PCB板中ESD及EMI防护
Q&A
THANKS
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2020.10.20Tuesday, October 20, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。12:30:5412:30:5412:3010/20/2020 12:30:54 PM
8.天线接受、 发射的馈点 各层都需要 挖空，不许 有GND和其 他信号线在 它的下方。
一. PCB板中的EMI防护
滤波电容在PCB板上的放置(称BY PASS电容)规则:
紧靠IC,越短越好.
(电源IC BY PASS 电容
BY PASS 电容 主芯片IC)
一. PCB板中的EMI防护
VBET电源线,典型的一大一小的电容配合.
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月20日 星期二12时30分54秒 Tuesday, October 20, 2020
相信相信得力量。20.10.202020年10月 20日星 期二12时30分 54秒20.10.20
谢谢大家！
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2020.10.20Tuesday, October 20, 2020
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2012:30:5412:30Oc t-2020- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。12:30:5412:30:5412:30Tuesday, October 20, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2020.10.2012:30:5412:30:54October 20, 2020
esd防护方案
esd防护方案ESD防护方案是指为了防止静电放电而采取的措施和方法。
静电放电不仅会对人体健康造成影响，还会对电子设备、仪器仪表等产生损害。
因此，制定科学有效的ESD防护方案至关重要。
要制定一套完善的ESD防护方案，首先需要了解ESD的产生机制及其危害。
静电放电主要是由于物体表面积聚了过多的静电电荷，当两个带电物体接触或靠近时，就会发生电荷的转移，导致静电放电。
这种放电不仅会对人体造成不适，还会对电子设备等产生致命影响。
为了有效防止ESD的产生和传导，我们可以从以下几个方面进行防护：1.地面防护：地面是ESD防护的第一道防线。
通过使用导电地板或铺设导电地垫，可以将人体的静电电荷导入地面，减少静电的积累。
此外，还需保持地面的清洁，以确保导电性能。
2.人体防护：人体是ESD的主要源头，因此对人体的防护非常重要。
人员应穿戴合适的ESD防护服，如防静电鞋、抗静电手套等，以减少静电的产生和积累。
同时，应避免穿戴带有静电的材质，如尼龙、涤纶等。
3.设备防护：对电子设备和仪器仪表的防护也至关重要。
可以采用防静电包装材料进行包装，减少静电的产生和对设备的影响。
此外，还可以在设备周围设置合适的防静电屏蔽，以减少外界静电的干扰。
4.环境防护：为了保证ESD防护的效果，还应采取一系列环境措施。
例如，控制室内的湿度，保持在适宜的范围内，可以减少静电的积累。
此外，还需定期清洁工作场所，清除积尘和静电带来的污染物。
ESD防护方案是一项重要的工作，它关系到人体健康和设备安全。
通过地面防护、人体防护、设备防护和环境防护等措施，可以有效减少ESD的产生和传导，保护人体和设备的安全。
我们应该高度重视ESD防护工作，加强宣传教育和培训，提高员工的防护意识和技能，共同维护良好的工作环境和健康的生活。
手机设计中EMI抗干扰和ESD保护一个完整产品的结构设计过程
手机设计中EMI抗干扰和ESD保护一个完整产品的结构设计过程一、EMI抗干扰设计EMI（Electromagnetic Interference）抗干扰设计是为了防止手机内部电子设备产生的电磁辐射对周围环境和手机自身电路的干扰。
EMI抗干扰设计过程包括以下几个步骤：1.确定EMI标准和要求：根据国家和地区的EMI标准，确定手机的EMI性能要求。
2.电路布局的设计：合理布局手机内部电路，减少信号干扰。
采取合理的电路分割和隔离，将高频电路与低频电路相互隔离，减少干扰的传导。
3.引脚布局的设计：通过合理设计引脚布局，减少信号回流和环流路径的长度，降低干扰的辐射。
4.滤波器的设计：在关键电路信号的输入和输出端添加滤波器，减少高频噪声和杂波的干扰。
5.电源供电的设计：采用稳定可靠的电源供电方案，减少电源噪声对电路的影响。
6.屏蔽设计：在关键电路和敏感电路附近设置金属屏蔽罩，减少电磁场的辐射。
7.线缆和布线的设计：采用合适的线缆和布线方式，降低信号的串扰和干扰。
8.EMC测试和优化：通过EMC测试，评估和优化手机的EMI性能，确保满足EMI标准要求。
二、ESD保护设计ESD（Electrostatic Discharge）保护设计是为了防止静电放电对手机电子设备造成损害。
ESD保护设计过程包括以下几个步骤：1.确定ESD标准和要求：根据国家和地区的ESD标准，确定手机的ESD保护性能要求。
2.接口设计：通过合理选择接口的防护元件（如TVS二极管等），防止外部ESD对接口进行损害。
3.PCB布局设计：合理的PCB布局，包括电路分割、地线和电源线的布局，减少ESD能量的传导和辐射。
4.ESD保护器件的选择和布置：选择适当的ESD保护器件，并在关键电路和引脚周围布置，以提供有效的ESD保护。
5.地线设计：合理规划手机的地线，确保地线连接良好，减少ESD引起的瞬态电流对电路的影响。
6.测试和验证：通过ESD测试，评估手机的ESD保护性能，确保满足ESD标准要求。
USB介面的EMI和ESD设计方案
USB介面的EMI和ESD設計方案時下流行的USB2.0介面具有高達480Mbps的傳輸速率，並與傳輸速率為12Mbps的全速USB1.1和傳輸速率為1.5Mbps的低速USB1.0完全相容。
這使得數位圖像器、掃描器、視訊會議攝像機等消費類產品可以與電腦進行高速、高性能的資料傳輸。
另外值得一提的是，USB2.0的加強版USB OTG可以實現沒有主機時設備與設備之間的資料傳輸。
例如。
數碼相機可以直接與印表機連接並列印照片，PDA可以與其它品牌的PDA進行資料傳輸或檔交換。
USB介面的傳輸速率很高，因此如何提高USB信號的傳輸品質、減小電磁干擾(EMI)和靜電放電(ESD)成為USB設計的關鍵。
本文以USB2.0為例，從電路設計和PCB設計兩個方面對此進行分析。
當USB2.0介面採用高速差動信號傳輸方式時，由於接地層與電源層的信號搖擺，放射雜訊會有所增加。
因此，為避免串擾並保證信號的完整性，消除將要混入高速信號中的共模雜訊是電磁相容設計的必要對策。
在圖1所示的電路中，資料電源線和地線上分別串聯一個阻抗為120歐姆、額定電流為2A的磁珠，而差分線對上則串聯一個共模阻抗為90歐姆的共模扼流器。
共模抗流器由兩根導線同方向繞在磁芯材料上，當共模電流通過時，共模抗流器會因磁通量疊加而產生高阻抗；當差模電流通過時，共模抗流器因磁通量互相抵消而產生較小阻抗。
由於USB介面具有可熱插拔性，USB介面很容易因不可避免的人為因素而導致靜電損壞器件，比如死機、燒板等。
因此使用USB介面的使用者迫切要求加入防ESD的保護器件。
在下圖電路中，資料電源線、地線上各有一個工作電壓為5.5V、電容為100pF的TVS/壓敏電阻連到遮罩地上。
差分線對因數據傳送速度高達480Mbps，則需要連接電容<4pF的器件，因為較大的電容可導致資料信號波形惡化，甚至出現位元錯誤。
因此在差分線對上接入工作電壓為18V、電容最大值為4pF的TVS/壓敏電阻器。
USB的EMI和ESD设计
B
2.0的EMI和ESD设计
USB接口的传输速率很高，因此如何提高USB信号的传输质量、减小电磁干扰(EMI)和静电放电(ESD)成为USB设计的关键。
由于USB接口具有可热插拔性，USB接口很容易因不可避免的人为因素而导致静电损坏器件，比如死机、烧板等。
因此使用USB接口的用户迫切要求加入防ESD的保护器件。
选用LM 3526器件对USB进行ESD防护
2.对USB外壳地和信号地的处理：有2种方案：
第一种：USB外壳地和信号地之间串接1M电阻，并且还接一个0.01uf的电容到信号地，这样处理的原理和目的1.将影响外壳的噪音滤除，不影响信号地；
2.迫使板子上电流是流入内部的信号地，而不是流到外壳。
所以这样的处理是综合了EMI的滤波和ESD的隔离这两方面的因素。
第二种：采用原有的的方案，USB外壳地和信号地直接接上磁珠
对于这2种方案可采用兼容设计来验证。
3.对于USB2.0的PCB布线，需要考虑以下原则：
1. 差分线对要保持线长匹配，否则会导致时序偏移、降低信号质量以及增加EM I；
2.差分线对之间的间距要保持小于10mm，并增大它们与其它信号走线的间距；
3.差分走线要求在同一板层上，因为不同层之间的阻抗、过孔等差别会降低差模传输的效果而引入共模噪声；
4.差分信号线之间的耦合会影响信号线的外在阻抗，必须采用终端电阻实现对差分传输线的最佳匹配；
5.尽量减少过孔等会引起线路不连续的因素；
6.避免导致阻值不连续性的90度走线，可用圆弧或45度折线来代替；。
常用的esd保护方案
常用的ESD保护方案引言ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是在两个物体之间发生电荷平衡的过程中，产生突发电流的现象。
ESD不仅会对电子设备产生瞬时的电压冲击，还可能引起电子设备的破坏、故障或降低其可靠性。
为了保护电子设备免受ESD的影响，需要采取适当的ESD保护方案。
本文将介绍几种常用的ESD保护方案，以帮助开发者选择适合自己产品的保护措施。
1. ESD保护器件ESD保护器件是最常见和最简单的ESD保护方案之一。
其工作原理是通过引入具有高电阻的元件来快速放电，从而使ESD电流得以释放，保护电子设备不受损坏。
常见的ESD保护器件包括二极管、MOSFET和TVS二极管。
•二极管：二极管是一种常见的ESD保护器件，其工作原理是在一定的电压范围内使电流流过。
具有良好的电流导通特性，并能承受ESD事件产生的高电压。
•MOSFET：MOSFET是一种半导体器件，具有良好的电压和电流控制能力。
在ESD事件发生时，MOSFET可以快速响应，引导电流流向接地，从而保护后端电路。
•TVS二极管：TVS（Transient Voltage Suppressor）二极管是一种专门用于抑制瞬变电压的保护器件。
TVS二极管具有快速响应和高耐压能力，可以有效地限制ESD电流和过电压。
选择合适的ESD保护器件需要根据设备的特点和应用环境来确定。
2. PCB布局设计PCB（Printed Circuit Board）布局设计是另一个重要的ESD保护方案。
通过合理的布局设计，可以减少ESD电流对电子设备的影响。
以下是一些常见的PCB布局设计技巧：•地线和电源线布局分离：将地线和电源线布局分开，避免ESD电流通过电源线传导到其他电路。
•引入电流传输阻隔：在PCB布局中引入电流传输阻隔，限制ESD电流的传播范围，减少对其他电路的影响。
•增加电压隔离区域：在PCB布局中增加电压隔离区域，将高压区域与低压区域分开，有效降低ESD事件对其他电路的干扰。
2024年度如何防护ESD一些ESD的常识及防护方法介绍
定期清洁和维护
定期清洁工作区域和设备，去除灰尘和杂质，以减少静电的产生和积 累。同时，对防静电设施进行定期维护和检测，确保其有效性。
人员培训
加强员工防静电知识的培训，提高其对静电危害的认识和防护意识。
10
03
工作区域ESD防护策略
环境控制
运输过程中应严格控制环境湿度和温度，避免过高或过低的湿度和温度导致静电的产生和放电。同时 ，应避免在恶劣天气条件下进行运输，以减少外部环境对电子元器件的影响。
2024/2/2
21
存储条件设置和监控管理
存储条件设置
电子元器件的存储环境应保持干燥、通 风良好，并严格控制温度和湿度。一般 来说，温度应控制在20-25摄氏度之间， 相对湿度应控制在40%-60%之间。此外 ，应避免阳光直射和强烈震动。
标识要求
在包装上应明确标识“防静电”或“ESD敏感”等字样，以提醒相关人员注意静电防护。同时，应标明元器件的 型号、数量、生产日期等信息，方便后续管理和使用。
2024/2/2
20
运输工具选择及环境控制
运输工具选择
在运输过程中，应选用具有防静电功能的运输工具，如防静电周转车、防静电托盘等。这些工具能有 效减少静电的产生和积累，降低ESD风险。
离子风机
通过产生大量正负离子，中和物 体表面的静电电荷，达到消除静 电的目的。
其他专用设备
如静电消除器、静电测试仪等， 可根据实际需求进行配置。
注意事项
专用设备应定期检测和维护，确 保其正常工作和准确性。同时， 操作人员应接受相关培训，熟悉 设备的使用方法和注意事项。
2024/2/2
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ESD、EMI、EMC_设计
-U3
碰在一起的两个带电 的物体,形象地说，就
-
E
好比空中两朵带电的 云被风吹到一起。
+ +
+U1
+U2
+
11
+U3
高，但其电位梯度还 是不变。
静电的产生 — 带电体分离
+ + + -U1 +U2 +U3
带电物体被一分为 二，形象地说，就 好比空中一朵带电 的云被风吹散。
电场中带电物体 被一分为二，两个 物体分得的电荷大 小不一样，分得电 荷多的电位升高。 经过分分合合， 最后部分带电物体 的电位非常高，这 就是雷电的成因。
打雷时，带电体 之间的电位差高达数 亿伏，地表面的电位
+ -
+
差也有3万伏/米。 强大的ESD放电会 在供电线路中产生高 压脉冲，很容易对电 子设备造成损坏。 贵重电子设备一定 要在电源输入电路中
+
安装ESD防护电路。
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静电的产生 — 摩擦带电
绝缘体A
衣服互相摩擦时很容易 产生高压静电；地毯与 皮鞋产生摩擦时也会产 生高压静电；电风扇吹 出的气体与周边物体摩 擦时，也会产生高压静 电。这些情况对于IC而 接点电位差 言是一种极大的威胁， 在操作过程中，不要随 便用手或物体触及IC。
+
+
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静电的产生 — 电离带电体的组合
电场中两个带负 电（或正电）的 物体互相碰在一 起的时候。其电 荷也要进行重新 分布。 两个带电物体互 相碰在一起，相 当于两个电容串 联充电。
两个带负电（或正电） 的物体碰在一起，电 荷被进行重新分布之 后，带电端的电位， E 在数值上都比原来 E
为便携应用选择适当集成EMI滤波及ESD保护方案
为便携应用选择适当集成EMI滤波及ESD保护方案如今的手机等便携设备的尺寸日趋小巧纤薄，同时又在集成越来越多的新功能或新特性，如大尺寸显示屏、高辨别率相机模块、高速数据接口、互联网接入、电视接收等，让便携设备的数据率准时钟频率越来越高。
这样，便携设备濒临着诸多潜在的电磁干扰(EMI)/干扰(RFI)源的风险，如开关负载、电源波动、短路、开关、雷电、、RF和、带状线缆与视频显示屏的互连准时钟信号的高频噪声等。
因此，设计人员需要针对音频插孔/耳机、端口、扬声器、键盘、麦克风、相机、显示屏互连等多个位置，为便携设备挑选适合的EMI/RFI滤波计划。
1 常见EMI/RFI类型及滤波要求对于EMI/RFI滤波器而言，从架构上看，最频繁的架构是“Pi”滤波器，顾名思义，这种架构类似于希腊字母“π”。
频繁的π型滤波器有两种，分离是C-R-C(--电容)滤波器和C-L-C(电容-电感-电容)滤波器。
其中，C-R-C滤波器(见图1a)也称RC-π型滤波器或π型RC滤波器，用于音频及低速数据滤波应用；C-L-C滤波器(见图1b)也称作LC-π型滤波器或π型LC滤波器，用于音频、低速及高速数据滤波应用。
π型滤波器还有一种扩展类型，即外形象梯子的梯形滤波器，其中最频繁的是LC(电感电容)梯形滤波器(见图1c)，这种滤波器承受更高的数据率，但在滤波元件(电感或电容)增多时，尺寸和成本会成为问题，导致物料成本更高、封装更大。
图1：常见EMI/RFI滤波器类型的结构暗示图：a) π型RC；b) π型LC；c) LC梯形。
这几种类型的EMI/RFI滤波器中，从频幅响应比较来看，π型RC滤波器的跃迁带(transition band)最宽，转折率(rolloff)最低；π型LC 滤波器的转折率较低，但跃迁带适中；梯形滤波器则能实现极高的转折率及较窄的跃迁带宽。
就EMI/RFI滤波而言，以手机应用为例，传统上的一个基准频率是800第1页共5页。
ESD及EMI消除
2.接地及減位
3.消除及中和靜電荷
接地或使用導電或靜電消除材料
4.屏蔽及保護
利用屏蔽級包材或容器
ESD消除材料
1.材料分類(依導電性)
導電性材料(<105) 靜電消除材料(105 ~1012) 絕緣材料(> 1012)
操作電壓,屏蔽材料厚度及導電度. 溫度,壓力,使用環境.
EMI屏蔽机理
3.屏蔽效率(Shielding Effectiveness) SE=A+R+B SE:屏蔽效率 A:吸收部分 R:反射部分 B:多重反射部分 厚壁EMI屏蔽,吸收部分占主要; 薄壁EMI屏蔽,反射部分占主要.
EMI屏蔽影響因素
外界引起 元件本身引起 電場感應引起
ESD危害
ESD使電子元件失效模式
1.毀減失效(Catastrophic Failure) 指ESD使元件金屬融化,節電脫 落,氧化造成無法使用.
2.潛在缺陷(Latent Defect)
指ESD使元件品質等級降低, 使用壽命縮短.
ESD消除對策原則
1.“免疫性”設計
1.狹縫(Slot) SE=20log(150/FL) F:發射頻率 L:狹縫長度 狹縫決定与長度而不是面積 2.貫穿(Penetration) 指一道線穿越本体表面,且端端點在 本体外,造成EMI泄漏.
EMI屏蔽設計原則
1.適當屏蔽材料 金屬材料:鋁和鋼常用 低蘋磁場常選鋼,鋁可以被穿透 塑膠材料:無線電波可穿透 2.密封缺口 防止孔洞,接縫等不連續部分產生 3.保護貫穿導線
屏蔽及保護利用屏蔽級包材或容器esd消除材料1012絕緣材料10122esd塑膠產生方式塑膠中加入抗靜電劑塑膠中加入導電性碳黑或金屬添加劑emi屏蔽?emi現象?emi屏蔽机理?emi屏蔽影響因素?emi屏蔽設計原則?塑膠材料emi屏蔽加工方式?emi規範emi現象1emielectromagneticinterference電磁波干扰2emi現象
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完整ESD及EMI保护方案
对于电子产品而言，保护电路是为了防止电路中的关键敏感型器件受到过流、过压、过热等冲击的损害。
保护电路的优劣对电子产品的质量和寿命至关重要。
随着消费类电子产品需求的持续增长，更要求有强固的静电放电(ESD)保护，同时还要减少不必要的电磁干扰(EMI)/射频干扰(RFI)噪声。
此外，消费者希望最新款的消费电子产品可以用小尺寸设备满足越来越高的下载和带宽能力。
随着设备的越来越小和融入性能的不断增加，ESD以及许多情况下的
EMI/RFI抑制已无法涵盖在驱动所需接口的新一代IC当中。
另外，先进的系统级芯片(SoC)设计都是采用几何尺寸很小的工艺制造的。
为了优化功能和芯片尺寸，IC设计人员一直在不
断减少其设计的功能的最小尺寸。
IC尺寸的缩小导致器件更容易受到ESD电压的损害。
过去，设计人员只要选择符合IEC61000-4-2规范的一个保护产品就足够了。
因此，大多数保护产品的数据表只包括符合评级要求。
由于集成电路变得越来越敏感，较新的设计都有保护元件来满足标准评级，但ESD冲击仍会形成过高的电压，有可能损坏IC。
因此，设计人员必须选择一个或几个保护产品，不仅要符合ESD脉冲要求，而且也可以将ESD冲击钳位到足够低的电压，以确保IC得到保护。
图1：美国静电放电协会(ESDA)的ESD保护要求先进技术实
现强大ESD保护安森美半导体的ESD钳位性能备受业界推崇，钳位性能可从几种方法观察和量化。
使用几个标准工具即可测量独立ESD保护器件或集成器件的ESD钳位能力，包括ESD 保护功能。
第一个工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脉冲响应截图，显示的是随时间推移的
钳位电压响应，可以看出ESD事件中下游器件的情形。
图2：ESD钳钳位截图除了ESD钳位屏幕截图，另一种方法是测量传输线路脉冲(TLP)来评估ESD钳位性能。
由于ESD事件是一个很短的瞬态脉冲，TLP可以测量电流与电压(I-V)数据，其中每个数据点都是从短方脉冲获得的。
TLP I-V曲线和参数可以用来比较不同TVS器件的属性，也可用于预测电路的ESD
钳位性能。
图3：典型TLP I-V曲线图安森美半导体提供的高速接口ESD保护保护器件阵容有两种类型。
第一类最容易实现，被称为传统设计保护。
在这种类型设计中，信号线在器件下运行。
这些器件通常是电容最低的产品。
另一类是采用PicoGuard® XS技术的产品。
这种类型设计使用阻抗匹配(Impedance Matched)电路，可保证100 Ω的阻抗，
相当于电容为零。
这类设计无需并联电感，有助于最大限度地减少封装引起的ESD电压尖
峰。
图4：传统方法与PicoGuard® XS设计方法的对比安森美半导体的保护和滤波解
决方案均基于传统硅芯片工艺技术。
相比之下，其它类型的低成本无源解决方案使用的是陶瓷、铁氧体和多层压敏电阻(MLV)组合的材料。
这类器件通常ESD钳位性能较差。
在某些情
况下，传递给下游器件的能量可能比安森美半导体解决方案低一个量级。
一些采用旧有技术的产品甚至可能在小量ESD冲击后出现劣化并变得更糟。
由于其材料性质，一些无源器件往往
表现出温度的不一致性，从而降低了终端系统在标准消费温度和环境温度范围内运行的可靠性。
必须兼顾其它特性ESD和EMI解决方案可防止不要的信号干扰系统的整体性能。
在系统正常运行期间，保护器件还必须保持给定接口良好的信号完整性，换言之它应该是完全
“透明”的。
安森美半导体的器件适用于运行和保护当今最常用的消费类电子
系统接口。
通常，使用S参数插入损耗曲线即可测量信号完整性的影响，滤波器解决方案还
可以测量滤波器的响应情况，也可以用眼图测量信号完整性(尤其是高速器件)，以证明在无
干扰正常运行期间器件可实现的最大数据传输速率。
安森美半导体有两个基本类型的EMI滤
波器。
第一类是用于并行接口的各种阵列配置的单端低通滤波器；分为传统和通用电阻-电容(RC)版本，以及适用于高速度和功耗敏感接口的电感-电容(LC)版本。
图5：单端低通滤波
器特性根据规格，每个元件都有一个通带范围。
这些器件的可截止高频范围从700 MHz至6 GHz。
第二类EMI滤波器适用于高速串行接口，功能超过了典型低通滤波器。
这类接口是具
有固有噪声抑制的差分信号路径，但不会完全免疫来自外部源的共模噪声，或阻止来自辐射到系统其他部分的接口信号。
图6：共模滤波器(CMF)特性受保护的共模滤波器(pCMF)可以用
来消除不必要的共模噪声，也可以防止辐射的有害共模噪声信号从高速接口进入系统的其它部分。
同时，它还可以使高速数据通道几乎不受干扰。
除了ESD冲击保护，安森美半导体还提
供防止由雷击或功率交叉(power-cross)故障造成浪涌冲击的解决方案。
各种消费电子和电信/网络设备中的通用接口都是符合10/100BASE-T和1000BASE-T以太网协议的RJ45接口，其浪涌额定值往往是室内标准。
这些接口由四对差分数据线组成，每根线可传输最高250 Mbps的数据速率。
这类接口的保护需要确保横向(金属性)浪涌冲击不致损坏敏感的下游芯片（如物理层）。
这是通过线至线(每对线)连接分流保护元件(shunt protection element)来转移进入的浪涌能量实现的。
对于较低数据速率(10/100BASE-T)的应用，安
森美半导体提供了一种称为TSPD(晶闸管浪涌保护器件)的消弧(crowbar)器件组合，以及
用于类似ESD保护的钳位器件。
TSPD可提供低钳位电压的优势，并具有较高的浪涌电流能力。
例如，这些器件可以满足GR-1089 10/1000 μs标准的要求，因此适合初级端或
次级端的保护，也被称为“线端”保护。
TVS(瞬态抑制二极管)钳位器件支持8/20 μs脉冲的浪涌级别，通常用于第三级(tertiary)或PHY侧以捕获并安全地消除任何残余浪涌脉冲。
典型电路保护应用示例智能手机应用是一种比较典型的保护应用，安森美半导体的解决方案包括数据滤波器、ESD保护二极管及阵列和电压保护器件等。
消费和便携式应用的USB2.0保护包括高速对、VCC和低电容ESD保护；而USB 3.0则有两个超高速对和一个高速对，以及VCC、低电容ESD保护。
eSATA接口有两个高速对和低电容ESD保护。
图7：智能手机框图及需要保护的I/O接口(见右下侧浅蓝色背景区域)针对4至12线的摄像头和显示器的并行接口，安森美半导体有低通LC滤波器+ ESD保护器件，以及3至5个高速串行通道的共模滤波器+ ESD保护。
对于便携式HDMI、消费类HDMI/显示端口，可以采用四个高速对、多达6个额外接口线、低电容ESD+共模滤波器方案。
此外，安森美半导体的保护应用还包括音频(音箱/耳机)、SD接口、SIM卡、键盘EMI抑制、以太网，以及
T1/E1、T3/E3和xDSL端口等，可以满足消费类电子产品对强大ESD保护及减少EMI/RFI 噪声的更高要求。
应用于便携及消费应用接口的强大ESD保护及EMI滤波产品阵容安森美半导体身为全球高能效电子产品的首要硅方案供应商，在电路保护市场高居第一，为便携及无线、消费、计算机及外设、汽车及电信等市场提供丰富多样的ESD保护及EMI/RFI滤波产品。
表1和表2分别列出了安森美半导体应用于便携应用接口及消费应用接口的ESD保护及EMI滤波方案，客户可以根据实际应用需求选择适合的方案。
表1：安森美半导体便携应用接口ESD保护及EMI滤波方案表2：安森美半导体消费应用接口ESD保护及EMI滤波方案总结：安森美半导体在电路保护居于全球领袖地位，其中领先的ESD保护产品包括：业界最低电容、极低钳位电压的传统ESD保护方案；在市场上率先推出的相当于提供零电容的PicoGuard XS保护方案；以及同样是在市场上率先推出的集成ESD保护的共模滤波器方案。
这些高集成度保护方案帮助客户保护其产品中速度越来越高的敏感芯片组，并减少电路板占用空间。