ESD失效怎么办
ESD失效怎么辦
ESD就是硬件工程師的一個噩夢,多少人為它牽腸掛肚心驚膽戰夜不能寐,每一次做ESD測試時心都是懸著的,測試工程師每打一槍,心就抖一下,直到測完功能才能松一口氣。每次拿起ESD槍就緊張,怕打壞了樣品,也怕不小心打到自己手上,那酸爽,試過的都知道。為什么都這么怕ESD呢。不是對產品沒有信心,而是ESD瞬態能量大,破壞性太大,搞不好就打壞了。有沒有見過拿了幾個樣品去做ESD,打一槍壞一個,打一槍壞一個……然后就直接回家了。
如此恐怖的ESD,它是怎么測的呢?基礎知識先來回顧一下。ESD人稱靜電放電。
根據產品的工作狀態分為上電模式和不上電模式。上電模式模擬的是產品正常工作時的ESD情況,而不上電模式模擬的是產品生產運輸過程的ESD情況。
無論是上電模式還是不上電模式,都分為接觸放電和空氣放電,接觸放電測試時靜電槍的頭是尖的,空氣放電測試時靜電槍的頭是圓的。接觸放電一般打在產品金屬物體表面,比如說金屬外殼,螺絲,連接器的針等。空氣放電一般打在非金屬材料上方,比如說塑料外殼,縫隙處等。
汽車行業的放電模型一般用的人體放電模型。上電模式一般用的330pF-2kohm,330pF-330ohm,25kV除外,不上電模式一般用的150pF-2kohm,150pF-330ohm。有沒有發現模擬人站在地上的電容為150pF,模擬人站在車上的電容為330pF。
另外上電模式還分為直接放電和間接放電,直接放電就是直接打產品,間接放電就是產品放在耦合板子上,打板子。
還有一些整車廠要求將CAN LIN和開關信號的線束剝開皮打,夠殘忍的,模擬的是手碰到開關帶來的ESD。
基礎知識講完了,下面就到了關鍵時候了。ESD失效了怎么辦?
我首先想到的是最好不要失效,盡可能減少因為非設計原因導致的失效,那么ESD可能會出現哪些非設計原因的失效呢,又如何避免呢?老劉暫時想到了以下幾點,歡迎大家評論區補充。
忽略了實驗室溫度濕度和條件,溫濕度不同可能結果不一樣。這就會出現昨天過了,今天一打居然壞了。A實驗室好的,B實驗室壞了。
靜電槍最好是同一把。不同品牌的可能威力不一樣哦。
最好是同一個MM打,不要換人。每個人的槍法可能不一樣哦
最好是下雨天打,ESD沒有那么猛。
快速成型件做外殼最好拒絕,為啥呢,快速成型件的外殼相對來說比較粗糙,可能無緣無故多了一些縫隙,或者就是材質跟設計的都不一樣。血的教訓啊
切記切記!
最好不要拿做過其他破壞性試驗的樣品來做ESD,壞了算誰的不好說。
當然避免靜電槍帶來的問題,測試前校準最好不要偷懶。
如果排除了上面的影響失效了怎么辦?講真的,如果產品過硬也不怕上面這些幺蛾子。
先來談談接觸放電失效怎么辦?為什么先談接觸放電,因為接觸放電的放電路徑比較簡單,知道電是哪里放進去的。一般用下面幾招搞定。
加ESD電容,一定要放在端口,一定要放在信號路徑上,不要掛在旁邊很遠的地方,鞭長莫及懂了么。電容的地最好是鋪面。當然電容不是越大越好。
加ESD TVS管,通訊端口上比較常用。
串個小電阻,如果就差一點點那就串個小電阻助力一下吧。
有人問壓敏電阻可以嗎?理論上也可以,但汽車上還是不要用了,時間久了會有問題的。
電感行么,共模電感行么?當然助力還是可以的。不過找個這么貴的替補,沒有必要吧,有錢也不能這么奢侈啊。
上面將的都是知道靜電從哪里來的,如果是空氣放電,或者是接觸放電打壞了鄰居怎么辦?
找不出路徑,一般有以下幾種情況:
ESD從縫隙進來的,怎么辦?當然是堵住縫隙,做到天衣無縫,上下蓋鑲嵌,上下蓋之間用導電膠,用一體化外殼,都是方法。
ESD擊穿材料了,怎么辦?如果是金屬外殼,做好接地。如果是塑料外殼,把外殼加厚,把外殼加高,還不行外殼上用金屬涂層。再不行,把打壞的器件換位置,還不行,器件上面加個屏蔽罩。
有人說,我用的金屬外殼,金屬外殼接地了,居然打螺絲附近把芯片打壞了,或者打復位了。你還別說這種情況還很常見,并且不好解決,為啥,因為原因很難查到。我想想有以下幾種可能。
a)
ESD通過螺絲擊穿空氣放電到芯片上了。怎么排查?把芯片用屏蔽罩或者銅箔包起來看看會不會壞,如果不壞,那就對了,將芯片挪開或者加個屏蔽罩就可以解決。
b)
通過地串上來的。將PCB地跟外殼隔離起來,不要直連。或者把芯片與地相連的電容拿掉試試看。
另外遇到那些端口電路不加電容或TVS管裸奔的同學們,你讓他把衣服脫掉,用ESD槍給他打幾槍,讓他長點記性吧,哈哈,開玩笑,以和為貴!
ESD其實不可怕,只要做好了結構設計,端口電路,外加Layout的時候小心一點。隨便你怎么啪啪啪打,隨便你冬天還是夏天打,隨便你在北方打還是南方打,那都是無關疼癢的毛毛雨。
總結
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