静电放电及其防护设计.pdf

第25卷第2期国外电子测量技术Vol.25,No.2
2006年2月ForeignElectronicMeasurementTechnologyFeb.,2006

综述
静电放电及其防护设计
李秀峰邱扬丁高
(西安电子科技大学机电工程学院西安710071)

摘要:随着电子技术的发展和产品复杂程度的提高,静电放电对产品的危害也越来越严重。对静电放
电产生的原因、干扰机理及破坏机制进行了介绍,提出了静电放电的防护措施,具有很高的实用价值。
关键词:静电放电瞬态保护静电防护
中图分类号:TM930.5
Electrostaticdischargeandprotection
LIXiufengQiuYangDingGao
(SchoolofMechano-ElectronicEngineeringofXidianUniversity710071)

Abstract:Withthedevelopmentofelectronictechnologyandtheincreaseofelectronicproducts
complicatedlevel,Electrostaticdischargedoesmoreharmtoelectronicproducts.Thepaperintro-
ducesthecauseofelectrostaticdischargeproduction,themechanismofelectrostaticinterference
anddestroying,andputsforwardeffectivemeasurestopreventit.
Keywords:electrostaticdischarge,transientprotection,electrostaticprotection.

不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电
0引言
荷转移”,用ESD表示。一般有以下两种途径产生
静电的许多功能已经应用到军工或民用产品静电:
中,比如:静电植绒、静电分离、静电复印等。然而,(1)摩擦带电
静电却又成为电子产品和设备的一种危害,它可以当两种不同介电常数的材料相互摩擦时,由于
通过多种途径进入电子设备,使设备工作不正常,甚摩擦运动,其中的一种材料把电荷传给了另一种材
至损坏。随着电子技术的飞速发展,高速、低能耗和料,由此在这两种材料中产生了静电。摩擦产生的
超大规模集成电路的大量使用,电子设备对电磁干电荷大小与空气相对湿度、摩擦材料的介电常数、两
扰的敏感程度也大大提高。静电放电是电磁干扰中种材料的相对运动速度及两者的压力等有关。
的一种。关于静电放电形成的机理、危害、测试和防(2)感应带电
护设计的问题,已成为电子工程、电气工程及系统控感应带电就是带电荷物体的电场在临近的物体
制工程可靠性的重要课题之一。静电放电也开始作上造成电荷的分离,靠近带电物体会出现与该电荷
为电子设备的电磁兼容测试的一项重要内容写入国极性相反的感应电荷。事实上,只要物体带有电荷,
家标准和国际标准。就会在其周围产生静电场,就会使周围的物体感应
带电。导体带电电压超过它们之间的空气或其他绝
1静电放电的形成及干扰机理
缘介质的击穿电压时,就会产生电弧,电弧将持续,
1.1静电放电的形成直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧
关于静电放电,国家标准是这样定义的:“具有为止。

作者简介:
李秀峰(1980-),男,西安电子科技大学硕士研究生,研究方向:电磁兼容与计算机安全。
邱扬(1957-),男,现为西安电子科技大学机电工程学院教授,硕士生导师,研究方向:电磁兼容设计、屏蔽理论与技
术以及信息技术设备的信息安全技术。
丁高(1981-),男,西安电子科技大学硕士研究生,研究方向:电磁兼容与计算机安全。
10国外电子测量技术第25卷

1.2静电放电的干扰机理畅的通路,导致放电电流流过线路板。为了解决这
当两个带静电的物体或一个带静电的物体与不种问题,可以在线路板与机箱之间加一块屏蔽板,屏
带电的导体靠近或接触时,就会发生静电放电现象。蔽板与电路地连接起来。另外,通过孔洞/缝隙进入
静电放电电流一般具有很高的幅度和很短的上升的电磁辐射也会对电路产生影响。为解决这个问
沿,这样就会在放电电流附近产生强度大、频谱宽的题,可以通过增加缝隙深度,用几个小孔代替一个大
电磁场。电磁场的频率取决于放电电流的上升沿,孔,在金属构件的结合处使用电磁密封衬垫减小或
上升沿越短,产生的电磁场的频率越高,越容易产生消除缝隙等措施,加大辐射EMI的衰减。在结构和
干扰。放电时产生的放电电流及其电磁场经传导和电气设计时,要使敏感电路、电缆远离孔洞/缝隙。
辐射耦合进入电子设备(如图1所示),引起电子设(3)搭接。搭接的目的在于为射频电流