标签: 静电保护管

一、 接口的概述 USB 通用串行总线是连接外部装置的一个串口汇流排标准，在计算机使用广泛，但也可以在机顶盒和游戏机上使其能够在便捷装置之间直接交换资料。 USB 接口的 EMC 性能关系到设备的稳定性和数据传输的准确性。 二、整改设计 当 USB 接口中带有电源信号，对电源信号需要进行滤波处理。电源线上串联一个 ASIM 磁珠（型号 CVB1608E601T ）以及并联 ASIM 高分子 ESD （型号： CV0402VT6201T ），还可以根据需要在电源线上并联一个高频滤波电容； USB 差分线上串联一个 ASIM 共模滤波器 （型号： CMF1210DH900MFR ），共模滤波器的选择主要是考虑其上的差模寄生电感对高速 USB 信号的影响。如果寄生差模电感太大，就会对 USB 信号产生衰减，影响 USB 接口的工作性能。 由于 USB 接口具有可热插拔性， USB 接口很容易因人为因素而导致静电损坏器件，比如死机、复位等。所以要在 USB 接口的电源线并联 ASIM ESD （型号： CV0402VT6201T ）；两条数据传输线、 ID 线上并联 ASIM ESD 器件（型号： CV0402VT6030T ）并且另一端接地。 USB 接口的底线端串联一个 ASIM 磁珠（型号 CVB1608E601T ）。要注意高速数据线的静电保护器件选型。 如图： 图一 三、整改案例 整改前的辐射数据： 图二 可见该器件的的 480MHZ 、 645MHZ 、 675MHZ 、 720MHZ 、 747MHZ 均不符合 FCC Class B 的要求，按照图一设计整改后再测的数据： 图三 器件实物图： 图四

     保护元件免受ESD的方法    为了给 电子 系统提供ESD保护，可以从不同的角度来着手。一种方法是在 半导体芯片 内建ESD保护架构。不过，日趋缩小的CMOS芯片已经越来越不足以承受进行内部2 kV等级的ESD保护所需要的面积。安森美半导体标准产品部亚太区市场营销副总裁麦满权指出：真正有效的ESD保护是不能完全集成到CMOS芯片之中的！   　其次，也可以在物理 电路 设计方面下功夫，较敏感的电路 元件 应该尽量远离通孔或接缝处，如果可能的话，线缆连接器的接地应该要在系统信号引脚接触前先连接到系统的接地，通过这样的方式，线缆上所发生的放电事件就比较不会造成干扰或破坏。   　　此外，软件也能够为ESD设计作出贡献。系统连接的感测器比较容易受到ESD的冲击，造成接口电路的锁住情况，而能够感测锁住情况的软件则可以用来重置接口电路且无须操作人员的接入。   　　不过，总是有部分电路点较为敏感，同时也很难与外部隔离。因此，最有效的方法是使用保护元件来将电流导离较敏感的元件。也就是在电子系统的连接器或端口处放置ESD保护元件，使得电流流经保护元件，且不流经敏感元件，以维持敏感元件的低电压，使其免受ESD应力影响，进入有效控制ESD事件的发生，如图1所示。当然，合格的ESD元件必须具有低泄漏和低电容，且在多重应力作用下功能不下降，从而不降低电路的功能。  

  静电放电（ ESD ）对精密电路、磁盘的影响 之二   　 二、 静电吸附      在洁净室中因为存在静电，使去除污染变得比较困难。尘粒由于静电的作用总是容易粘到硅片上，导致产品损坏、优率降低。    　我们最大的问题是要找到适合洁净室使用的防静电材料。在 LCD 行业，玻璃基板的变大，吸引电荷的能力也增强。由于基板的尺寸大，任何污染都可能导致优率降低。    　与其它的污染控制行业一样， LCD 行业也一直在寻找能解决 ESD 问题的新型材料。在洁净室使用的材料也更可能地使用防静电材料，在棉签和抹布上也可以尝试发现新材料来代替传统材料。     为什么洁净室中没有适合的 ESD 产品？在过去的 3 到 5 年里，厂商们在提供产品给洁净室使用都时认识到，洁净室中需要 ESD 产品。但是，寻找能用于洁净室中的 ESD 产品是个问题。因为很多用于洁净室的 ESD 产品的性能不够稳定。    　在洁净室中 ESD 控制的最大难题是人员在洁净室中的走动。因为人穿着大量的聚酯类织物，会产生大量的电荷。在洁净室中去除这种电荷唯一的办法是接地。   　   在过去的五年里，人们发现用碳素纤维和织物混合制成的工衣系统能提供适用 ISO5 （ Class100 ）级的洁净室要求。     此类工衣的各个部位都具有相同的电导率，并且从头罩到脚底都有导电连接。在洁净室中工作的人员穿上此类衣服行走时可以通过导电的鞋底接地而不用通过接地线进行接地，这样就不受接地线的长度限制。 　此类工衣的出现是对产品的高要求的结果，有助于降低洁净室中由于 ESD 问题而引起的低收率和高坏品率。   　对 ESD 控制没有便宜快捷的修补方法，关键是对 ESD 的控制，比如悬挂层流离子风机，或是在需要控制 ESD 的材料旁安装离子风机。随着芯片（ IC ）尺寸的减少，对 ESD 越发敏感。现在，对 ESD 的控制已不仅仅局限于对工作网络的保护，还需对晶片和生产晶片的人员进行控制。很多高标准要求的公司正在这样对 ESD 进行控制。   　污染控制设备的生产商和工厂相关人员都发现，部分电器制造商并不清楚由于 ESD 而带来的问题。这些问题也会给洁净室带来更多的污染。电器制造厂家忽视了这些问题。   　最近， 半导体 光掩膜公司邀请静电专家帮助解决优率问题 . 直到静电专家到来，厂家才发现光掩膜上的异常是由于 ESD 引起的污染问题而造成的。在半导体生产中，最大的问题是掩光板上的 ESD 问题。它会引起微观结构的破坏，从而导致产品失效。    在电子生产中， ESD 产生各种各样的问题。比如腐蚀或金属熔化等。    静电还会产生静电吸附，将空气中的尘粒吸附在产品，降低产品优率。

  静电放电（ ESD ）对精密电路、磁盘的影响 之一   　     因为静电放电（ ESD ）对精密 电路 、磁盘的影响， 电子 行业面临着巨大的挑战。它们每年将会损失数十亿美元。仅仅 5V 的电压都可能损坏那些微小精密的组件，小于 100V 的电压可能使整个电子电路报废。 　　在受 ESD 影响的领域，洁净室管理者们在生产线上都要考虑到由 ESD 引起的失效和损坏百分比。 　　然而， ESD 控制材料又容易引起污染——静电耗散材料是洁净室中尘粒和化学污染的一个主要来源。为对 ESD 进行控制，洁净室内的物品都是由静电耗散材料组成，能阻止 ESD 和静电吸引。选择适合洁净室的防静电用品是个很大的挑战。然而， ESD 的解决方案比寻找静电耗散材料更复杂。因此，专家推荐了一套 ESD 控制程序。    　 一、 可用技术 　　在洁净室中可采用为静电耗散设计的产品：棉签、擦拭布、胶水、布料、墙壁材料、手腕带、手套、工衣等。然而，静电耗散材料也可能产生污染，很多由塑料或不锈钢制作的洁净室产品可能积聚或传导电量。 　“对产品和设备的 ESD 性能和污染控制给予同样的关注，洁净室中的服装和材料最好用静电耗散材料制作，并可以接地。”非硅晶行业的领头者 RussMoulton 这样认为。    　其它的行业，尤其是在磁头驱动行业，采用了更多的洁净室防静电材料。过去，磁头驱动行业仅在 IC( 芯片 、微芯片 ) 的生产中采用 ESD 控制技术。但现在已经有更多的行业采用了 ESD 控制技术。     　 ESD 产品的生产商对于开发新型的静电耗散材料已经有了一定难度。 IC 的在变小，静电敏感度也在增强。近三年，很多电子产商也开始要求更多的 ESD 产品。     　找到合适的防静电原材料有一定难度。掩光板由塑料制成，用很好的耐磨损性，低挥发物和耐化学性，是用于洁净室的很好的材料。要找到很有透明度的原材料是困难的。添加剂和共聚物由于含有不同折射率的组成而使材料变成不透明的。而且，塑料必须具有很好的表面电阻。  

                 如何做好有效的ESD静电控制 虽然技术、工艺和材料在不同的时期有不同的变化，但是有效的静电控制程序的设计与实施仍然是基于以下五个概念： 　　1、把静电保护设计到元件和产品内设计你的元件、产品和装配，使其更合理的避免静电放电(ESD)的作用。可能的话，使用对静电不敏感的元件，或者对你使用的那些静电放电敏感的(ESDS,ESD-sensitive)元件提供适当的输入保护。这里相互矛盾的是，先进的生产技术意味着更小型化和更复杂的几何形状，通常对ESD更为敏感。可是，在产品设计建立越多的ESD控制，其后将发生的问题越少。 　2、消除产生静电的材料与过程很明显，产品设计不是完整的答案。你不可以逃避ESD元件和产品，但是可以减少或消除静电放电的产生与积累。首先要从工作环境中尽可能地减少或消除许多静电产生的工序或材料，如普通塑料。因为ESD不会发生在保持相同电势或零电势的材料之间，所以工作环境中的工序或材料应该保持在相同的静电电势。通常，这些导电或驱散材料应该电气连接到相同的公共地，如电气地线。另外，提供地线给静电手环带、地板或工作台表面，安全地减少放电产生与积累。 　　3、驱散或中和静电放电因为静电的所有产生是不可能完全消除的，所以我们的第三条原则是，安全地驱散或中和那些要发生的静电放电。适当的接地和导电性或驱散性的材料起主要作用。例如，带静电进入工作环境的工人可通过带静电手环或穿戴ESD控制的工作鞋踏过ESD地板垫来消除自己身上的静电，将静电传到地线，而不是对敏感元件放电。对一些物体，如普通塑料和其它绝缘体，接地不能消除静电放电。通常，利用离子作用来中和这些绝缘材料上的放电。离子作用过程产生正负离子，吸引到放电物体表面，因此有效地中和静电放电。     4、提供对静电放电的物理保护我们的第四个原则是防止要发生的静电放电接触到敏感元件和装配。一个方法是，对元件和装配提供适当的接地或分流，使任何放电从产品分散开。第二个方法是，在适当的包装材料中包装和运输敏感元件。这些材料可有效地将产品屏蔽开静电，减少由于包装内任何产品移动而产生的静电。 　   5、检测你的过程与环境。 　例如，利用场强计(field meter)检测是否有可能产生ESD危害的静电场的存在。测量是最稳妥的方法。你确认和量化那些真正需要静电保护的区域，允许你集中在那些最为关注的区域。另外，你可以确认那些不会产生ESD危害的区域，节省你做那些不必要保护的花费。