經驗總結-手機ESD結構解決方案大解

現代半導體器件的規模越來越大， 工作電壓越來越低， 導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。 ESD對於電路引起的干擾、對元器件、電路及介面電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。 目前手機的功能越來越強大， 而電路板卻越來越小， 集成度越來遠高， 使得其ESD敏感越來越容易受到靜電的損害。 北方的天氣比較乾燥， 容易產生靜電擊穿手機的電路， 某些設計不好的手機就是這樣突然壞的。 在手機開發過程中， 也經常碰到ESD引起的失效問題， 比如ESD喇叭無聲， LCD白屏， 黑屏， 屏閃，

死機重啟等， 本文就簡單介紹下手機常用的預防ESD失效的方法；

一、ESD靜電放電有兩種主要的破壞機制：

1）由ESD電流產生的熱量導致設備的熱失效；

2）由ESD感應出過高電壓導致絕緣擊穿。 兩種破壞可能在一格設備中同時發生， 例如， 絕緣擊穿可能激發大的電流， 這又進一步導致熱失效。

除容易造成電路損害外， 靜電放電也是極易對電子電路造成干擾。 靜電放電對於電路的干擾有二種方式。 一種是傳導干擾， 另一種是輻射干擾。

二、ESD可能引起的不良現象：

1.白屏；

2.關機

3.TW失靈

4.聽筒無聲

5.機器重啟

6.屏閃， 黑屏

7.喇叭無聲

8， MIC無聲

三、容易出現ESD失效的位置

1.聽筒裝飾件位置

2.喇叭

3.按鍵縫隙位置

4.閃光燈裝飾件位置

5.後攝裝飾件位置

6.耳機孔， USB孔位置

7.TW四周

8.馬達開孔位置；

9.卡托與殼體縫隙處

9.其他有金屬或縫隙位置處

四、ESD失效的原因

1.外觀有開孔,內部有敏感ESD器件

2.電子件,電子結構件， 結構內置和外觀五金件未接地

3.硬體電路未加ESD保護

4.導電接地材質導電性能差， 接地不穩定

5.產品外觀面經過表面處理後導電性下降， 使得接的無效或不穩定

6.ESD到內部器件放電距離小,間隙大,同時內部有ESD敏感器件

7.器件本身抗ESD能力差

8.測試標準問題

三、防止ESD失效的方法

一個理想的殼體是密不透風的， 靜電也就無從而入， 當然不會有靜電問題了。 但實際的殼體在配合處一定會有縫隙， 而且許多還有金屬的裝飾片， 所以一定存在ESD隱患。

如果將釋放的靜電看成是洪水的話， 那麼主要的解決方法與治水類似。

可能很多專案處理ESD的方法不盡相同， 但最終都可以歸結為三條方案， “堵”--“疏”--“絕”

堵：用“堵”的方法， 實際作用就是將靜電隔離到整機之外， 讓靜電進不來， 這樣ESD也影響不到殼體內部器件， 儘量增加殼體的厚離， 即增加外殼到電路板之間的距離， 或者通過一些等效方法增加殼體氣隙的距離， 這樣可以避免或者大大減少ESD的能量強度。 通過結構的改進， 可以增大外殼到內部電路之間氣隙的距離， 從而使ESD的能量大大減弱。 根據經驗， 10kV的ESD在經過4mm至5.00mm的距離後能量一般衰減為零。

疏：用“疏”的方法， 就是接地處理， 實際就是將外部的靜電引進來後， 通過導電材料將靜電直接導入主機板的地線上， 從而不會引起器件失效。 具體可以用EMI油漆噴塗在殼體的內側或者其它導電措施。

EMI油漆是導電的， 可以看成是一個金屬的遮罩層， 這樣可以將靜電導在殼體上；再將殼體與PCB的地或者與PCB的地相連接的地有效果導通， 將靜電從地導走。 其他金屬裝飾件的接地就是利用導電材料（如導電泡棉， 導電布等)將裝飾件直接與主機板地層相通， 靜電不通過主機板器件， 從而解決ESD問題；

絕：“絕”的方法， 是在前面兩種“堵”和“疏”都無法實施或效果不明顯的情況下才進行的， 就是直接將絕緣膜貼到ESD靜電能打到的器件表面， 在器件表面絕緣， 這樣就不會打壞器件了；這種方案的問題就在於主機板上器件都比較小， 前期都沒有預留貼絕緣膜的位置， 還要能找出ESD打壞的器件；

總之， 不管哪種方案， 都要具體問題具體分析， 幾種方案同時考慮研究， 找到最合適的方案才是最好的方案；通過不斷的總結學習， EDS問題將不再是一個難題。