ESD測(cè)試中何時(shí)用接觸放電，何時(shí)用空氣放電

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.2和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2所提到的空氣放電和接觸放電是針對(duì)整機(jī)產(chǎn)品或PCB級(jí)別的抗ESD能力驗(yàn)證。

靜電放電全名：Electrical Static Discharge ，靜電試驗(yàn)簡(jiǎn)稱(chēng)為ESD。

一、靜電放電兩種放電方法

靜電放電ESD試驗(yàn)包含兩種放電類(lèi)型：一種是接觸放電，另一種是空氣放電。

空氣放電方法（air discharge method）將試驗(yàn)發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備直至接觸到受試設(shè)備的一種試驗(yàn)方法。

接觸放電方法（contact discharge method）將試驗(yàn)發(fā)生器的電極保持與受試設(shè)備的接觸并由發(fā)生器內(nèi)的放電開(kāi)關(guān)激勵(lì)放電的一種試驗(yàn)方法。

通常帶靜電物體（人體）可以直接接觸到的金屬部分采用接觸放電。帶靜電物體接觸不到的非金屬部分采用空氣放電。

如存在未明確指明的絕緣層，應(yīng)將放電頭刺穿絕緣層進(jìn)行接觸放電；如明確指明為絕緣層，則應(yīng)采用空氣放電。

例如：一個(gè)帶塑料外殼的產(chǎn)品，外露的連接器需要采用接觸放電，而塑料殼的接縫需要采用空氣放電。接觸放電和空氣放電的電壓等級(jí)如下表所示，通常認(rèn)為15kV的空氣放電等效于8kV的接觸放電。

二、接觸放電和空氣放電有哪些不同

1.靜電放電發(fā)生器接觸放電所用的槍頭為尖頭，而空氣放電槍頭為圓頭。

2.兩種方法除了在槍頭上的不同，在IEC內(nèi)置電壓等級(jí)也有不同，如信息技術(shù)產(chǎn)品，接觸測(cè)試+4kV，空氣+8kV在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作當(dāng)中也有很大的區(qū)別。

3.另外IEC標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中明確的說(shuō)到：在進(jìn)行靜電放電接觸放電試驗(yàn)時(shí)，槍頭對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)品后，在扣動(dòng)扳機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)；而在進(jìn)行空氣放電試驗(yàn)時(shí)，先扣動(dòng)扳機(jī)再往被試產(chǎn)品上進(jìn)行試驗(yàn)。

4.接觸放電為優(yōu)先選擇試驗(yàn)方法，空氣放電則為用在不能使用接觸放電的場(chǎng)合中。

5. 對(duì)于空氣放電試驗(yàn),試驗(yàn)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)逐級(jí)實(shí)施,直至達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)。對(duì)于接觸放電試驗(yàn),除非產(chǎn)品委員會(huì)有不同的規(guī)定,按照規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)實(shí)施。

6.接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗(yàn)方法,空氣放電則用在不能使用接觸放電的場(chǎng)合中。

三、防護(hù)措施

1.接觸放電防護(hù)措施

（1）低阻抗接地設(shè)計(jì)：金屬外殼、接口等導(dǎo)電部件通過(guò)多點(diǎn)接地，接地阻抗需＜1Ω。

（2）瞬態(tài)電流分流： 在接口（如USB、HDMI）處并聯(lián)TVS二極管（響應(yīng)時(shí)間＜1ns)。

（3）電源輸入/輸出端增加ESD防護(hù)器件（如PESD、TVS陣列）。

2.空氣放電防護(hù)措施

(1)絕緣與屏蔽設(shè)計(jì)：表面絕緣處理和電磁屏蔽。

(2)減少耦合路徑：縫隙和孔徑控制，共模干擾抑制。外殼縫隙寬度＜0.5mm（避免電弧穿透），或設(shè)計(jì)迷宮結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)放電路徑。散熱孔采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔徑＜1mm并增加金屬網(wǎng)屏蔽。信號(hào)線使用共模扼流圈（CMC），抑制高頻輻射干擾。

(3)軟硬件協(xié)同防護(hù)：MCU程序增加看門(mén)狗（Watchdog）和狀態(tài)自檢，ESD觸發(fā)后自動(dòng)復(fù)位。關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用ECC校驗(yàn)或雙備份機(jī)制，防止數(shù)據(jù)篡改