前些時候?qū)懥穗娮赢a(chǎn)品設(shè)計方面有關(guān)ESD的短文(詳解PCB板的ESD ),在文章中總結(jié)了9種在電子產(chǎn)品設(shè)計時使用的防靜電技術(shù)。誠然，利用上文中的技術(shù)總結(jié)可以很好的完成一個設(shè)計，但是，最近我在產(chǎn)品開發(fā)過程中碰到了讓人發(fā)狂的問題。

　　首先看下電子產(chǎn)品設(shè)計原理：

　　原理其實很簡單，在一塊PCB上有一個功能模塊，需要上拉至VCC連接至第二塊PCB上，但是兩個模塊之間需要焊接一導(dǎo)線。在PCB LAYOUT設(shè)計中，為了防止焊接或者其他因素引起的靜電破壞設(shè)計，將上拉和ESD管都放在第二塊PCB上(MCU在第二塊PCB上)，將上拉電阻放在遠離PCB2 MCU位置，將ESD管放在稍微靠近MCU的位置。

　　這樣的設(shè)計，從原理上看已經(jīng)考慮到了各種問題，但是該產(chǎn)品在產(chǎn)線組裝過程中，偶爾發(fā)生與該導(dǎo)線連接的MCU管腳不能識別信號的情況。通過將對MCU分析得到該MCU管腳由于承受過高的電壓沖擊而產(chǎn)生損壞。

　　當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)這種情況后，于是對設(shè)計進行了稍微的調(diào)整，就是將ESD管放在距離MCU管腳最近的位置，同時更換了ESD管為低耐壓的。然后在產(chǎn)線驗證，該方法切實有效。

　　經(jīng)過這樣的事情，我深深的明白了電子產(chǎn)品設(shè)計過程中細心和經(jīng)驗的重要性，特別是ESD保護電路，并不是放置一個ESD管，保護下關(guān)鍵走線就能解決的問題。

　　下面我將我的經(jīng)驗和教訓(xùn)分享給廣大網(wǎng)友。

　　首先、產(chǎn)品設(shè)計中出現(xiàn)了問題一定要進行解決，否則會給你設(shè)置個大絆腳石。

　　在產(chǎn)品前期設(shè)計過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過一個這樣的現(xiàn)象，由于數(shù)量不多就沒有在意，以為是由于工人的操作原因引起的，但是到了產(chǎn)品少產(chǎn)或者大批量生產(chǎn)過程中，就將這個設(shè)計缺陷放大幾十倍幾百倍的暴露了出來。

　　其實、為了設(shè)計便利，ESD管選擇雙向?qū)ā?/p>

　　我們做消費類電子產(chǎn)品中，經(jīng)常使用到的元件為防ESD管：MCU關(guān)鍵管腳，關(guān)鍵信號，usb各個管腳，音頻線等等都要使用。在之前的一個穿戴產(chǎn)品中使用到的ESD管多大22個。在產(chǎn)品貼片過程中，需要對元件的極性進行確認。這樣，如果采用單向ESD管，假如由于沒有發(fā)現(xiàn)這種問題，在產(chǎn)品完成后會由于二極管的單向道通性，使得經(jīng)過ESD保護的信號線維持在0.7v左右，而影響產(chǎn)品功能。而如果采用的是雙向ESD管，那么久不會出現(xiàn)這么累人的場面，并且，現(xiàn)在雙向?qū)ǖ腅SD管成為市場的主流，價格也是白菜價。下面看下單向?qū)ê碗p向?qū)‥SD管的區(qū)別。

　　從上面的兩個ESD特性的電壓電流曲線可以看出，單向的ESD(圖一)在正常使用中(逆向截至)狀態(tài)下，當(dāng)電壓超過一定量時，電流會迅速增加，因此，我們在做ESD測試或者產(chǎn)品在靜電環(huán)境下引入靜電時，由于電流會迅速通過，而不會對我們的系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而正向?qū)〞r，電流隨著電壓的增加而成指數(shù)增加，這與我們常見的二極管特性相同。如圖二，雙向的ESD在電路中不管如何使用，當(dāng)電壓超過一定數(shù)據(jù)時，電流都會迅速通過。

　　雖然我們知道了ESD管的作用只要是使產(chǎn)品經(jīng)受ESD侵入時，能量迅速卸掉(多以電流的形式泄露至地)，那么我們對于這種管子有什么需要特別注意的呢?首先是ESD的關(guān)鍵參數(shù)。如下圖是一個ESD的一些參數(shù)，我們來分析一下參數(shù)的意義。

　　Vpp通常是符合一定規(guī)范的激活脈沖電壓，這個參數(shù)我們需要特別注意，當(dāng)我們選擇一個ESD管時，該參數(shù)要比產(chǎn)品要經(jīng)受的靜電電壓稍微大點。假如產(chǎn)品需要承受±8Kv的靜電，那么我們選需要±10Kv的管子。

　　Ppp參數(shù)決定這管子的能量泄露能力，P=UI，一般情況下，這個參數(shù)要大一點，這樣ESD管能量的泄露能力會增強不少。

　　Ipp與Ppp成正相關(guān)，當(dāng)導(dǎo)通電壓一定時，Ipp越大Ppp就會越大。

　　穩(wěn)定參數(shù)T，我們需要注意的是產(chǎn)品使用溫度和結(jié)溫度。產(chǎn)品使用溫度決定產(chǎn)品能否滿足產(chǎn)品規(guī)格書的使用環(huán)境溫度，而結(jié)溫度會影響ESD管泄露能量時是否會被燒掉。

　　崩潰電壓，也就是ESD管被導(dǎo)通的電壓，這個參數(shù)關(guān)系著ESD管保護產(chǎn)品的性能。

　　漏電流，不但ESD管需要注意漏電流，比我我們常見的mcu、LDO等都需要關(guān)注這個參數(shù)。對于消費類電子來說，鋰電池的使用時間與產(chǎn)品的休眠電流，漏電流有著重要的關(guān)系。

　　下面聊聊ESD管參數(shù)之間的關(guān)系：