产品结构设计·结构防ESD的设计资料

一加一学院专业从事工业产品结构设计培训的在线教育机构，现开设有：Creo软件基础建模、工程图、钣金、仿真、产品曲面造型、结构设计等相关实战课程，实战课程体系，精准定向提升。

点击即刻参与免费课堂学习

 什么是ESD 

ESD是ElectroStatic Discharge的缩写，即静电放电的意思，简单说ESD就是电荷的快速中和，我们知道所有物质都由原子构成，原子中有电子和质子，当物质获得或失去电子时，它将失去电平衡而变成带负电或正电，正电荷或负电荷在材料表面上累计就会使物体带上静电，这种静电荷的快速中和称为静电放电，由于其速率很快，而且在放电时的电阻一般很小，往往会造成顺时大电流，如果经过集成电路，往往会对电路造成损害。

ESD产生电流可直接穿透通过孔洞、缝隙、输入输出电缆等耦合到电路，造成整机元器件失效。

 ESD通过五种耦合途径进入电子设备 

• 容性耦合

初始的电场容性耦合到表面积较大的网络上，并在离ESD电弧100mm处产生高达4000v/m的高压。

• 电荷释放

电弧注入电荷/电流，导致器件损伤。

• 共模阻抗耦合

电流导致导体上产生电压脉冲(V=L*dI/dt)，这些导体可能是电源、地或信号线。

• 感性耦合

电弧产生一个频率范围在1MHz到500MHz的强磁场，并感性耦合到临近的每一个布线环路，在离ESD电弧100mm远的地方产生高达15A/m的电流。

• 辐射耦合

电弧辐射的电磁场会耦合到长的信号线上，这些信号线起到接收天线的作用。

 静电防护的有效方法 

• 隔离(介质、电气)

塑料机箱、空气路径和绝缘体可以隔离射向电子设备的ESD电弧。除利用距离保护以外，还要建立一个击穿电压为20kv的抗ESD环境。

• 屏蔽

可采用金属机箱、金属片、导电的金属涂料等，接地的选择很重要

• 泄放

对于静电的释放可选择旁路释放，或限压/限流两种方式。

 自制屏模组结构防ESD设计 

为防止生产中ESD静电打坏屏，设计时需注意：

①要求屏的Tcon板、Source板接地，地是指机芯地、电源地、铁板地连在一起的系统地；

②要控制面壳与屏之间的间隙，尽可能最小，防止ESD静电直接从间隙进入。

设计原则：

金属件原则上必须接地，接地点选择和硬件协商，接地方式结构确定，但必须可靠，要求和机壳尽量的重叠，远离结构缝隙。

接地方式①

能用螺丝直接固定的，要用表面导电螺丝进行固定

接地方式②

一体机固定屏的Tcon板和Source板的地方是塑胶，这时要用连接贴片进行固定连接。(下图左)

接地方式③(补救措施)

导电泡棉进行连接（上图右）

接地方式④(补救措施)

用导电布进行连接

 结构IR部分防ESD设计 

为防止ESD静电通过IR透镜与面壳之间的间隙损坏整机电路(IR板/机芯/其它)，可采用隔离法。

①IR透镜与面壳间隙小于0.1mm；

②尽可能延长外部与IR板间的爬电距离，采用内部向外部的组装方式

设计原则：要求和机壳有尽量多的重叠，原理结构缝隙。

 结构KEY部分防ESD设计 

为防止ESD静电通过按键支架与面壳之间的间隙损坏整机电路(KEY板/机芯/其他)，可采用隔离法。

①按键支架与面壳之间的间隙小于0.1mm；

②尽可能延长外部与KEY板间的爬电距离

设计原则：要求和机壳有尽量多的重叠，原理结构缝隙。

 其他结构防ESD设计 

结构设计材料要应用带金属导电涂料的，镀金属层的地方要具体和硬件工程师确认。

---