电子产品中的ESD防护

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电子产品中的ESD防护

作者：李伟权

来源：《新校园·上旬刊》2013年第06期

摘要：对于电子产品的可靠性、安全性而言，静电会带来很大的危害。因此，电子产品

的设计必须在PCB的布局、布线以及元器件的选择上做到对ESD的可靠防护。

关键词：静电放电（ESD）；可靠性；敏感元件；PCB设计规则

一、引言

电子技术的快速发展推动了电子产品向小型化、智能化方向发展，同时也为电子产品的使用带来了可靠性和安全性的问题。而静电放电（ESD）会严重影响电子产品的可靠性和安全性。据统计，美国每年因ESD问题给十多个行业带来超过200亿美元的损失，其中给电子行

业带来的损失就有100多亿美元。因此，对于身处在充满了各种复杂的电磁环境里的电子产品来说，研究ESD防护的问题显得格外重要。

二、静电

静电是以能量的形式存在于物体表面，当条件满足时就会产生放电现象。ESD的能量传播一般有传导和耦合两种形式，其中耦合又分为电容耦合和电感耦合。例如：通过人手的触摸，就有可能将人体静电传导到电子电路或电子元件上。在干燥的环境中，人体ESD电压可达

10KV以上。而半导体器件的耐静电放电电压值一般从几百伏到几千伏，极易受到ESD的损伤。耦合则通过电磁波的形式穿透电子产品外壳耦合到敏感电路中，从而影响或导致电路不能正常工作。静电对电子产品造成的损伤包括硬损坏、软损坏和数据错误等。其中，硬损伤会对电子产品造成永久性的损坏。软损坏则会使电子产品的可靠性下降。数据错误一般会对电子产品造成较小的临时性影响。

三、ESD的防护

1.电子元器件的选择

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在选用元器件时就必须考虑元器件的ESD防护能力，不同的电子元器件的ESD防护能力是不一样的。电子元器件的静电敏感度一般分为3级，1级静电放电敏感元器件的电压

≤2KV，2级静电放电敏感器件电压为2～4KV，3级静电放电敏感元件器的电压为4～16KV。一般对ESD敏感的器件有MOS管、集成电路（IC）、光电器件、运算放大器、电荷耦合器件和微波器件等。在设计电子产品时，需要考虑元器件的ESD防护能力，特别是接口器件，对