手機(jī)ESD控制技術(shù)糾錯(cuò)方法及補(bǔ)救措施

1、-4 -手機(jī)ESD控制技術(shù)、糾錯(cuò)方法及補(bǔ)救措施手機(jī)在整個(gè)生命周期內(nèi)都處在一個(gè)充滿靜電的環(huán)境之中，如果抗靜電釋放（ESD）設(shè)計(jì)不好，則可能導(dǎo)致手機(jī)在使用過程中發(fā)生鎖死、復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失和不可靠等現(xiàn)象。本文將結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)闡述手機(jī)ESD控制的基本原則和保護(hù)設(shè)計(jì)方法，以及產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的補(bǔ)救措施。ESD破壞大多數(shù)明顯的影響是器件失效，從手指或其它導(dǎo)體上突然的靜電釋放能夠破壞靜電敏感器件或者微電路。處于靜電釋放危險(xiǎn)中的電子器件可能完全不受影響，或產(chǎn)生了損傷但并不能立即被察覺，但是由于中間階層品質(zhì)降低，其預(yù)期壽命可能降低，這就是一個(gè)潛在的設(shè)備操作故障。ESD事件導(dǎo)致器件品質(zhì)降低，在持續(xù)使用時(shí)引起失效。ESD的

2、破壞可以是累積性的，導(dǎo)致受損器件功能時(shí)好時(shí)壞，而且這類故障具有一定的隱蔽性。ESD另一個(gè)重要的影響是對(duì)于操作設(shè)備的干擾。由ESD事件傳遞和發(fā)射的能量能夠被操作系統(tǒng)誤認(rèn)為有效數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)傳輸過程中引起暫時(shí)錯(cuò)誤，在更嚴(yán)重情況下，設(shè)備可能產(chǎn)生嚴(yán)重的故障，如電話斷線或完全被切斷，需要手動(dòng)重新開啟。ESD控制技術(shù)防止ESD損壞的一個(gè)辦法是在器件、電路包裝和系統(tǒng)里設(shè)計(jì)抗ESD的專門保護(hù)結(jié)構(gòu)，另一個(gè)方法是防止靜電電荷積累，從而避免ESD的發(fā)生。1 .ESD控制的基本原則：a認(rèn)識(shí)到所有的電子組件和裝配件都對(duì)于ESD破壞敏感；b在沒有適當(dāng)接地情況下避免觸摸敏感組件和裝配件；c除非在一個(gè)靜電安全環(huán)境中，應(yīng)該避

3、免運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和搬運(yùn)靜電敏感組件和裝配件。2 .設(shè)計(jì)保護(hù)保護(hù)微電子電路組件的主要有效手段是在器件制造時(shí)建立保護(hù)回路。設(shè)計(jì)保護(hù)回路要上在三個(gè)要素之間綜合考慮_器件的主要功能、器件制造制4（例如屏蔽水平和材料特性）和器件的位置（ESD控制）。保護(hù)電路對(duì)于ESD瞬間的反應(yīng)必須比被保護(hù)的器件迅速。雖然典型的器件保護(hù)可以通過設(shè)計(jì)回路獲得，然而沒有器件制造商能夠完全消除ESD破壞問題，因此，還需要附加的保護(hù)措施。電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是電子設(shè)備速度將越來(lái)越高，在一些情況下速度和其它的功能標(biāo)準(zhǔn)可能制約保護(hù)措施的使用。使用這些受限制的保護(hù)措施，需要器件制造商和使用者之間盡早協(xié)調(diào)，以便在電路封裝和系統(tǒng)上建立保護(hù)，同時(shí)

4、預(yù)先安排特別的處理技術(shù)。由于標(biāo)準(zhǔn)的控制程序不夠充分以及不允許一些自動(dòng)安裝技術(shù)，這樣的要求對(duì)于靜電敏感器件極為關(guān)鍵。電路封裝保護(hù)技術(shù)包括采用適當(dāng)?shù)恼诒伪Ｗo(hù)膜、特殊連接設(shè)計(jì)、保護(hù)環(huán)和組件放置。完整的系統(tǒng)使設(shè)計(jì)也必須考慮ESD引起的臨時(shí)性干擾，解決措施可以采用屏蔽，并且電路板的設(shè)計(jì)布置需要考慮到典型的噪聲抑制技術(shù)。3. PCB抗靜電設(shè)計(jì)原則（參見圖17）:a減少回路面積（面積越大，所包含的場(chǎng)流量越大，其感應(yīng)電流越大）。b走線越短越好。cPCB接地面積越大越好。d電源與地之間接電容。e器件與靜電源隔離。fPCB的接地線需要低阻抗且要有良好的隔離。g所有的組件越近越好。h同一特性器件越近越好。i電源與地

5、越接近越好。j電源、地布局在板中間比在四周好。k存在多組電源和地時(shí)，以格子方式連接。l信號(hào)線越靠近地線越好。m太長(zhǎng)的信號(hào)線或電源線必須與地線交錯(cuò)布置。n在電源和地之間放置高頻旁路電容。4. PCB上外露金屬的設(shè)計(jì)（見圖8）:a外露金屬容易被ESD擊中，因此金屬本體及延伸至PC板內(nèi)部線路周圍必須隔離2mm以上間隙。b加上尖端放電，吸收靜電（GND銅箔越寬越好，并直接回主地）。c多層板的內(nèi)層同樣需要隔離。d整面的防護(hù)：加上金屬接地面。5. PCB板邊緣和螺絲孔的設(shè)計(jì)（見圖9）:aA處為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)加長(zhǎng)靜電路徑，防止靜電進(jìn)入。bB處在板邊緣設(shè)計(jì)一條銅箔，直接連回主地，不可連接其它回路，并適度露銅或取消阻

6、焊，以吸收靜電。cC處螺孔設(shè)計(jì)原理同B。dD機(jī)構(gòu)加上防護(hù)片，防止靜電進(jìn)入。6 .減少場(chǎng)耦合的方法而在源端使用濾波器衰減信號(hào)在接收端使用濾波器衰減信號(hào)增加距離以減少耦合降低源端和接收端的天線效應(yīng)e90度極性差異f在傳輸與接收端之間使用隔離方式g增加傳輸與接收天線的阻抗以降低磁場(chǎng)耦合h使用均勻、低阻抗參考板使信號(hào)一直保持在共模狀態(tài)7 .外殼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則a外殼的金屬部份需接機(jī)殼地b至少需要與電子器件或電路走線距離2.2mm以上c若無(wú)法接機(jī)殼地時(shí)須距離2cm以d盡量使同屬性電子器件在一起e要有足夠空間，以避免阻礙PCB設(shè)計(jì)0.75Vf所有相連接之金屬材料其EMF差要小于g所有設(shè)計(jì)須有另加隔離片的空間h所有

7、孔洞或縫隙不能大于2cmi使用多個(gè)小孔取代一個(gè)大孔j不可在接機(jī)殼地或靜電敏感組件附近挖孔k使用金屬帶(foiltape)時(shí)，必須與機(jī)殼實(shí)現(xiàn)電接觸h連接帶需短而寬ESD糾錯(cuò)方法及補(bǔ)救措施由于ESD控制的復(fù)雜性，即使經(jīng)驗(yàn)非常豐富的工程師也難做到萬(wàn)無(wú)一失，對(duì)進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)才發(fā)現(xiàn)ESD問題的產(chǎn)品能夠準(zhǔn)確及時(shí)補(bǔ)救十分重要。1、糾錯(cuò)的原則及步驟樣機(jī)ESD通不過是個(gè)讓工程師頭疼的問題，可以根據(jù)下面的步驟來(lái)發(fā)現(xiàn)并分析產(chǎn)生的問題及原因。a.仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注意電弧的放電強(qiáng)度及放電方向，讓ESD放電槍（GUN）從不同方向靠近放電點(diǎn)，觀察現(xiàn)象有何不同，分析靜電是如何進(jìn)入機(jī)身。b.逐漸增加或減少放電電壓，觀察手機(jī)是在

8、哪個(gè)電壓區(qū)間發(fā)生失效。例如，在做空氣放電測(cè)試時(shí)，如果8KV不能通過，向下打6KV、4KV;如果8KV通過，則向上打10KV、12KV、15KV觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。c.畫圖及列表，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。畫出手機(jī)正面，反面及側(cè)面示意圖，準(zhǔn)確標(biāo)注放電點(diǎn)，必要處以彩色筆標(biāo)出電弧方向。列表詳細(xì)記錄每一放電點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如某點(diǎn)在某一正負(fù)電壓值放電次數(shù)、失效次數(shù)及每次失效現(xiàn)象，是關(guān)機(jī)、復(fù)位還是LCD顯示不正常，都詳細(xì)記錄以便參考。d.一臺(tái)樣機(jī)的現(xiàn)象總是帶有隨機(jī)性，需要對(duì)幾臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行同樣的測(cè)試，找出失效的共性現(xiàn)象，以便準(zhǔn)確判斷失效原因。e.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，判斷失效原因。由于ESD的失效原因是多種多樣的，所以由一個(gè)現(xiàn)象可能分析出幾種不同的原因，其中的某一個(gè)或幾個(gè)引起手機(jī)ESD失效。這需要工程師進(jìn)行更深一步的分析，針對(duì)每一種可能進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)，最終找出失效的真正原因。2、補(bǔ)救措施如果不是萬(wàn)不得已，盡量找到較好的補(bǔ)救措施，使產(chǎn)品不至于從新設(shè)計(jì)。分析失效原因之后,必須認(rèn)真尋找最恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施。a.必須做大量的試驗(yàn)來(lái)尋找解決方案，這是一個(gè)反復(fù)而枯燥的過程，針對(duì)不同的原因采用不同的方法，