设为首页收藏本站自媒体平台

研发设计门户网

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1508|回复: 4

三种ESD模型及其防护设计

[复制链接]

36

主题

168

帖子

1913

积分

新手上路

Rank: 1

积分
1913
发表于 2014-9-4 09:25:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

高速电路PCB网,专注于嵌入式方案,信号完整性和电源完整性仿真分析,高速电路PCB设计,各种EDA工具(Cadence\Mentor\\AD\\CAM\ANSYS HFSS)交流学习。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
ESD:Electrostatic Discharge,即是静电放电,每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD的相关知识。为了定量表征ESD特性,一般将ESD转化成模型表达方式,ESD的模型有很多种,下面介绍最常用的三种:

1.HBM:Human Body Model,人体模型:
该模型表征人体带电接触器件放电,Rb为等效人体电阻,Cb为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。
1.png

2.MM:Machine Model,机器模型:
机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容(Cb)是200pF,等效电阻为0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。
2.png

3.CDM:Charged Device Model,充电器件模型:
半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引起器件失效而建立的,器件带电模型如下:
3.png

器件的ESD等级一般按以上三种模型测试,大部分ESD敏感器件手册上都有器件的ESD数据,一般给出的是HBM和MM。
通过器件的ESD数据可以了解器件的ESD特性,但要注意,器件的每个管脚的ESD特性差异较大,某些管脚的ESD电压会特别低,一般来说,高速端口,高阻输入端口,模拟端口ESD电压会比较低。
ESD防护是一项系统工程,需要各个环节实施全面的控制。下图是一个ESD防护的流程图:
4.png


ESD防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计,单板防护设计可以提高单板ESD水平,降低系统设计难度和系统组装的静电防护要求。当系统设计还不能满足要求时,需要进行应用环境设计防护设计。ESD敏感器件在装联和整机组装时,环境的ESD直接加载到器件,所以加工环境的ESD防护是至关重要的。

一般整机、单板、接口的接触放电应达到±2000V(HBM)以上的防护要求。器件的ESD防护设计是在器件不能满足ESD环境要求的情况下,通过衰减加到器件上的ESD能量达到保护器件的目的。ESD是电荷放电,具有电压高,持续时间短的特点,根据这些特点,ESD能量衰减可通过电压限制、电流限制、高通滤波、带通滤波等方式实现,所以防护电路的形式多种多样,这里就不一一列举。

33

主题

110

帖子

484

积分

助理工程师

Rank: 3Rank: 3

积分
484
发表于 2014-9-4 10:32:06 | 显示全部楼层
大赞!!!!
回复

使用道具 举报

1

主题

32

帖子

200

积分

助理工程师

Rank: 3Rank: 3

积分
200
发表于 2014-9-4 13:35:55 | 显示全部楼层
很实用,很基础的内容,谢谢LZ

388

主题

734

帖子

4912

积分

版主

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
4912
发表于 2014-9-4 16:05:07 | 显示全部楼层
必须赞
回复

使用道具 举报

0

主题

10

帖子

39

积分

版主

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
39
QQ
发表于 2015-4-15 20:49:20 | 显示全部楼层
补充点:对于静电,浪涌,防雷都应该先从系统的角度考虑,一定要站在系统的角度考虑问题
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /4 下一条

内容正在加载中,请稍候……

QQ|我的微博|小黑屋|手机版|Archiver|YanFa.Tech(gaosupcb Inc.)    

GMT+8, 2020-8-11 08:37 PM , Processed in 0.068613 second(s), 37 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表