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手機電磁兼容測試:ESD靜電放電問(wèn)題盤(pán)點(diǎn)

更新時(shí)間:2021-10-18      點(diǎn)擊次數:717

靜電放電(ESD)的破壞作用具有隱蔽性、潛在性、隨機性和復雜性的特點(diǎn)。來(lái)自Intel的資料表明,在引起電子器件故障的諸多因素中,ESD是最大的隱患。所以,模擬靜電放電的測試在世界范圍內得到廣泛關(guān)注。

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手機靜電放電失效的具體表現

1. 手機通話(huà)中斷。
2. 手機部分功能失效,但試驗結束后或重新啟動(dòng)手機,可以恢復正常。具體表現為:屏幕顯示異常,如白屏、條紋、亂碼、模糊等;通話(huà)異常,如嘯叫聲或聲音時(shí)斷時(shí)續;按鍵(觸摸屏)功能異常;軟件誤報警,例如并未進(jìn)行充電器插拔,卻頻繁提示“充電已連接、充電器已移除"。
3. 手機自動(dòng)關(guān)機或重新啟動(dòng)??赡馨l(fā)生在通話(huà)狀態(tài)或待機狀態(tài)。
4. 手機失效或損壞。如攝像頭等部分器件損壞;手機與充電器相連進(jìn)行測試時(shí),充電器也可能出現失效、損壞甚至爆炸等問(wèn)題。

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手機靜電放電失效的具體分析

1. 通話(huà)中斷:靜電放電影響手機內部的射頻電路和/或基帶電路,造成信噪比下降,信號同步出現問(wèn)題,從而導致通話(huà)中斷。另外靜電放電間接試驗中,手機與大面積金屬水平耦合板僅隔一張厚0.5mm的絕緣墊。當手機天線(xiàn)距水平耦合板過(guò)近時(shí),可能產(chǎn)生相互耦合,導致手機靈敏度大大下降。
2. 自動(dòng)關(guān)機或重啟:基帶電路的復位電路受到靜電干擾導致手機誤關(guān)機或重啟。
3. 手機失效或損壞:靜電放電過(guò)程中瞬間高電壓和大電流導致器件的熱失效或者絕緣擊穿。另外靜電放電過(guò)程中產(chǎn)生的強電磁場(chǎng)導致器件暫時(shí)失效。
4. 軟件故障:靜電干擾信號被當作有用信號,導致操作系統誤響應。

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手機靜電放電失效的改進(jìn)建議

1.方案初期考慮靜電設計

盡量選擇靜電敏感度等級高的器件。器件與靜電源隔離,減少回路面積(面積越大,所包含的場(chǎng)流量越大,其感應電流越大)。具體的措施可能包括:走線(xiàn)越短越好;電源與地越接近越好;存在多組電源和地時(shí),以格子方式連接;太長(cháng)的信號線(xiàn)或電源線(xiàn)宜與地線(xiàn)交錯布置;信號線(xiàn)越靠近地線(xiàn)越好;同一特性器件越近越好;盡量在PCB上使用完整的地平面,PCB接地面積越大越好,不要有大的缺口,PCB的接地線(xiàn)要低阻抗;電源、地布局在板中間比在四周好;在電源和地之間放置高頻旁路電容;保護靜電敏感的元器件。

2.出現靜電問(wèn)題后的整改建議
用專(zhuān)業(yè)的“靜電放電發(fā)生器"進(jìn)行直接放電/間接放電、空氣放電/接觸放電,確認耦合路徑;
從不同位置放電,確定所有敏感的放電點(diǎn)和放電路徑;
從低到高,在不同電壓下進(jìn)行試驗,確定失效電壓范圍;
多試驗幾臺樣機,分析共性,確認失效原因;
根據耦合路徑、放電路徑、失效現象,判斷相關(guān)的敏感器件;
針對敏感器件制訂整改方案;
具體措施如對于機殼縫隙、按鍵的問(wèn)題可用介質(zhì)隔離的方式來(lái)處理;對于攝像頭、麥克風(fēng)、聽(tīng)筒等問(wèn)題可以通過(guò)介質(zhì)隔離、加強接地等方式來(lái)處理;具有屏蔽殼的芯片可以通過(guò)加強屏蔽效果、屏蔽殼加強接地的方式來(lái)處理;對于接口電路、關(guān)鍵芯片的引腳,要通過(guò)使用保護器件(如TVS管,ESD防護器件)來(lái)加以保護;對于軟件的故障,可以通過(guò)增加一些邏輯判斷來(lái)消除干擾的影響。
反復試驗以修正和驗證整改方案。
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