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一前言 

不論是過去的3C認證，還是近兩年的新3C認證，亦或者其它類型的認證，ESD這個項目一直都是眾多硬件工程師難以克服的難題。它為什么會這么“難”呢？

理論上來說，靜電是單次出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象，沒有頻率這樣的一個固定說法，但是按照靜電放電時間納秒（nS）來算(F=1/T)，靜電是一個頻率較高的干擾信號。

二干擾路徑

在ESD測試中，一般測試點為外殼的金屬部分和縫隙周圍，前者（金屬部分）是可能存在外殼與PCB的GND存在連接的地方，防止人或者其他帶電物體與其接觸的時候，發(fā)生靜電放電對產(chǎn)品形成損壞，后者（縫隙）是因為部分外界干擾可以通過這些縫隙對內(nèi)部的PCB或者金屬部件進行一個靜電放電現(xiàn)象。

不論是接觸放電還是空氣放電，對于PCB板來說都可以歸于一個“強電場”干擾。只是接觸放電的干擾電場會因為距離較遠或者PCB走線較長，對PCB內(nèi)部芯片的干擾能量減弱，而空氣放電除了像接觸放電一樣的原理外，還會因為部分縫隙的原因直接在芯片的上方進行放電，對PCB上的芯片形成“強電場”干擾。

三不重復性

靜電問題中比較費解的問題有很多，其中一類就是同一塊PCB板在不同的封裝外殼下，體現(xiàn)出來的問題各不相同，或者同一批樣機在同樣的測試條件下，測試結(jié)果各不相同，甚至同一臺機器在同樣的測試條件下，每次測試出來的結(jié)果也各不一樣！例如下圖所示，分別為同一批生產(chǎn)的顯示屏分別在8KV接觸放電靜電測試時測試出來的不同故障狀態(tài)。

四提前預防

對于靜電來說，在研發(fā)的階段是沒有辦法預測耦合路徑和問題點的，所以只能在設計的時候在端口和結(jié)構上去做一些預防措施。

1、端口ESD防護

端口是PCB板必不可少的一個部件，但是它也很容易成為外界干擾進入PCB的一扇“門”，為此很多外接設備的端口都會做成金屬的外殼，例如“USB、HDMI、Type-C……”來為靜電或者其它干擾做一個引流，將大部分干擾直接引向GND，避免干擾通過信號線束干擾到內(nèi)部敏感器件。

但是，大多數(shù)的情況是金屬端口接觸放電或者空氣放電時，內(nèi)部金屬端子都會受到電場的干擾，從而影響到機器的正常工作。

2、多層接地要粗

像電腦的內(nèi)存條和硬盤這類對信號比較敏感的核心板，很容易被外界的干擾所影響。硬件工程師在設計這類端口的時候，考慮“接地”的問題時，只是從“理想的直流”去看待接地，也就是上下兩塊PCB板之間有“一根”或者“數(shù)根”纖細的pin針連接，在高頻的角度來說，這樣的接地是“虛假的接地”并不能起到疏導干擾的作用。

高頻接地，需要一個比較“粗”的“低阻值”的線路去進行接地，這種的接地方式才會在靜電干擾產(chǎn)生的時候，起到一個低阻抗的泄放路徑。

3、敏感信號預防

除開上面說的，還需要對一些敏感的信號走線，單獨再做二次防護或者多次防護，以確保機器正常工作的時候，不會因為外界的電源波動，信號干擾等因素而導致機器工作異常。

五總結(jié)

對于靜電問題，需要諸位硬件工程師在前期設計的時候?qū)CB板上的敏感信號防護、接地路徑選擇、接地方式選擇、端口防護電路的關注不要輕視，因為這些地方都是直接影響機器能否通過靜電測試的關鍵因素。