簡(jiǎn)介：所有數(shù)碼產(chǎn)品的靜電防護(hù)都基本相似，手機(jī)這個(gè)產(chǎn)品非常具有代表性，這里重點(diǎn)介紹一下手機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB 設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)注意的問(wèn)題，提出了手機(jī)設(shè)計(jì)中靜電防護(hù)和改進(jìn)的措施。并就ESD 的形成機(jī)理、對(duì)電子產(chǎn)品的危害，重點(diǎn)就手機(jī)設(shè)計(jì)中的ESD 問(wèn)題及防護(hù)和設(shè)備改善做了重點(diǎn)研究。

　　靜電是人們非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。靜電的許多功能已經(jīng)應(yīng)用到軍工或民用產(chǎn)品中，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復(fù)印等。然而，靜電放電ESD（Electro-StaTIc Discharge）卻又成為電子產(chǎn)品和設(shè)備的一種危害，造成電子產(chǎn)品和設(shè)備的功能紊亂甚至部件損壞。現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的規(guī)模越來(lái)越大，工作電壓越來(lái)越低，導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對(duì)外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD 對(duì)于電路引起的干擾、對(duì)元器件、CMOS 電路及接口電路造成的破壞等問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視。電子設(shè)備的ESD 也開(kāi)始作為電磁兼容性測(cè)試的一項(xiàng)重要內(nèi)容寫入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　1、靜電成因及其危害

　　靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r，正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個(gè)特體上而形成。當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)，其中一個(gè)趨從于另一個(gè)吸引電子，因而二者會(huì)形成不同的充電電位。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。

　　靜電源與其它物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的物理存在著電荷流動(dòng)，傳送足夠的電量以抵消電壓。在高速電量的傳送過(guò)程中，將產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場(chǎng)，嚴(yán)重時(shí)將其中物體擊毀，這就是靜電放電。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中定義：靜電放電是具有不同靜電電位的特體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移（GB/T4365-1995），一般用ESD 表示。ESD 會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞或操作失常。

　　靜電對(duì)器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當(dāng)時(shí)看不出來(lái)，但器件變得更脆弱，在過(guò)壓、高溫等條件下極易損壞。

　　ESD 兩種主要的破壞機(jī)制是：由ESD 電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效；由ESD 感應(yīng)出過(guò)高電壓導(dǎo)致絕緣擊穿。兩種破壞可能在一個(gè)設(shè)備中同時(shí)發(fā)生，例如，絕緣擊穿可能激發(fā)大的電流，這又進(jìn)一步導(dǎo)致熱失效。

　　除容易造成電路損害外，靜電放電也極易對(duì)電子電路造成干擾。靜電放電對(duì)電子電路的干擾有二種方式。一種是傳導(dǎo)干擾，另一種是輻射干擾。

　　2、手機(jī)電路簡(jiǎn)介及其ESD 問(wèn)題

　　數(shù)字移動(dòng)電話的電路由射頻與基帶兩大部分組成。其中射頻（RF）電路包括收發(fā)器、頻率合成器和功放等，基帶（Baseband）電路包括數(shù)字信息處理和控制器、存儲(chǔ)器、電源管理和其他外設(shè)部分。

　　手機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，而電路板卻越來(lái)越小，集 ESD 可能會(huì)造成手機(jī)工作異常、死機(jī)，甚至損壞并引發(fā)其他的安全問(wèn)題。所以在手機(jī)上市之前，我國(guó)都強(qiáng)行要求進(jìn)行入網(wǎng)測(cè)試，而入網(wǎng)測(cè)試中明確要求進(jìn)行ESD 和其它浪涌沖擊的測(cè)試。其中接觸放電需要做到±8kV 靜電正常，空氣放電需要做到±15kV 靜電正常，這就對(duì)ESD 的設(shè)計(jì)提出了較高的要求。成度越來(lái)越高。手機(jī)有幾個(gè)部分用于人機(jī)交互，這樣就存在著人體靜電放電的ESD 問(wèn)題。手機(jī)電路中需要進(jìn)行ESD防護(hù)的部位有：SIM 卡插座與CPU 讀卡電路、鍵盤電路、耳機(jī)、麥克風(fēng)電路、電源接口、數(shù)據(jù)接口、USB 接口、彩屏LCD 驅(qū)動(dòng)接口。

　　3、手機(jī)中ESD 問(wèn)題解決與防護(hù)

　　3.1 殼體的設(shè)計(jì)

　　如果將釋放的靜電看成是洪水的話，那么主要的解決方法與治水類似，就是“堵”和“疏”。如果有一個(gè)理想的殼體是密不透風(fēng)的，靜電也就無(wú)從而入，當(dāng)然不會(huì)有靜電問(wèn)題了。但實(shí)際的殼體在合蓋處常有縫隙，而且許多還有金屬的裝飾片，所以一定要加以注意。

　　其一，用“堵”的方法。盡量增加殼體的厚離，即增加外殼到電路板之間的距離，或者通過(guò)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(qiáng)度。

　　通過(guò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以增大外殼到內(nèi)部電路之間氣隙的距離從而使 ESD 的能量大大減弱。根據(jù)試驗(yàn)，8kV 的ESD 在通過(guò)過(guò)4mm 的距離后能量一般衰減為零。

　　其二，用“疏”的方法，可以用 EMI 油漆噴涂在殼體的內(nèi)側(cè)。EMI 油漆是導(dǎo)電的，可以看成是一個(gè)金屬的屏蔽層，這樣可以將靜電導(dǎo)在殼體上；再將殼體與PCB（Printed Circuit Board）的地連接，將靜電從地導(dǎo)走。這樣處理的方法除了可以防止靜電，還能有效抑制EMI 的干擾。如果有足夠的空間，還可以用一個(gè)金屬屏蔽罩將其中的電路保護(hù)起來(lái)，金屬屏蔽罩再連接PCB 的GND。用金屬屏蔽罩將 LCD 模塊保護(hù)起來(lái)的例子。