金屬外殼產(chǎn)品中空氣放電點(diǎn)該如何處理

   【現(xiàn)象描述】JA3215-OS-A04

   某帶有人機(jī)接口的工業(yè)用產(chǎn)品,采用金屬外殼,在人機(jī)接口面板處開有小孔,用來操作 撥碼開關(guān),通過操作撥碼開關(guān),設(shè)定產(chǎn)品的工作狀態(tài)。該產(chǎn)品做ESD試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在以下兩個(gè)問題。

   (1)在撥碼開關(guān)處進(jìn)行±8kⅤ空氣放電時(shí),在撥碼開關(guān)處有弧光放電現(xiàn)象。

   (2)在進(jìn)行多次±8kⅤ的空氣放電后,撥碼開關(guān)所對(duì)應(yīng)處周邊電路中的器件損壞。

   【原因分析】

   靜電放電是一種高壓能量的泄放。靜電放電測(cè)試時(shí),靜電放電干擾信號(hào)有就近相對(duì)低電位導(dǎo)體泄放的特點(diǎn)。對(duì)于空氣放電來說,測(cè)試操作時(shí),槍頭快速接近被測(cè)試點(diǎn),直到放電為止,如果該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(見圖5.32)表現(xiàn)出,當(dāng)執(zhí)行空氣放電操作時(shí),靜電放電槍頭離撥碼開關(guān)中的電路的距離〃2比靜電放電槍頭離金屬外殼的距離〃l更近,而且Ir2比〃1更早達(dá)到空氣放電的距離,那么靜電放電將會(huì)在靜電放電槍頭與撥碼開關(guān)中的電路之間產(chǎn)生。

   進(jìn)一步分析該產(chǎn)品面板處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特'點(diǎn)及內(nèi)部電路,發(fā)現(xiàn):

   (1)撥碼開關(guān)離金屬面板很近,即當(dāng)執(zhí)行空氣放電操作時(shí),靜電放電槍頭離撥碼開關(guān)中金屬部分(電路)的距離H2比靜電放電槍頭離金屬外殼的距離〃1更近,而且〃2比ffl更早達(dá)到8kⅤ電壓空氣放電擊穿的空氣距離。導(dǎo)致空氣放電在靜電放電槍頭與撥碼開關(guān)之問發(fā)生。

   (2)電路設(shè)計(jì)不是很合理,沒有瞬態(tài)抑制器件或適當(dāng)?shù)撵o電干擾抑制電路對(duì)撥碼開關(guān)中的信號(hào)進(jìn)行保護(hù),最終導(dǎo)致與撥碼開關(guān)直接信號(hào)相連的芯片損壞。瞬態(tài)抑制器,如TⅤS,可以抑制瞬態(tài)的過電壓。保護(hù)電路,如RC濾波電路,可以濾除靜電放電所產(chǎn)生的干擾,從而使后一級(jí)電路受到保護(hù)。