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手機電磁兼容測試:ESD靜(jìng)電放電問題盤點(diǎn)

更新時間:2021-10-18      點(diǎn)擊次數:2573

靜電放電(ESD)的破壞作用具有隱(yǐn)蔽性、潛在性、隨機性和(hé)複雜(zá)性的特點。來自Intel的資料表(biǎo)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(zài)世界範圍內得到廣泛關注(zhù)。

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手機靜電放電失效的具體表現

1. 手機通話中斷。
2. 手機部分功能(néng)失效,但試驗結束後或重新啟動手機,可以恢複(fù)正常。具體表(biǎo)現為:屏幕顯示異常,如白(bái)屏、條紋、亂碼、模糊等;通話異常,如(rú)嘯叫聲或聲音時斷時續;按鍵(觸摸屏)功能異常;軟(ruǎn)件誤報警,例如並未(wèi)進行充電器插拔,卻頻繁提示“充電已連接、充電器(qì)已移除"。
3. 手機自動關機或重新啟動。可(kě)能發生(shēng)在通話狀態或待機狀態。
4. 手機失效或損壞。如攝像頭等部分器(qì)件損壞;手機與充電器相(xiàng)連進行測試時,充電器也可能出現失效、損壞甚至爆炸等(děng)問題。

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手(shǒu)機靜電放電(diàn)失效的具體分析

1. 通話中斷:靜(jìng)電放電影響手機(jī)內部的射頻電路和/或(huò)基帶電路,造成信噪比下降,信號同步出現問題,從而導致通話中斷。另外靜電放電間接試驗中,手(shǒu)機與(yǔ)大麵積金(jīn)屬水平耦合板僅(jǐn)隔一張厚0.5mm的絕緣墊。當手機(jī)天線距水平耦合板過近時,可能產生相互耦合,導致手機靈敏度大大(dà)下(xià)降。
2. 自動關機或重啟:基帶電路的複位電路受到靜電幹擾導致手機誤關機或重啟。
3. 手機失效或損壞:靜電放電過程中瞬間(jiān)高電壓和大電流導致器件的熱失效(xiào)或者(zhě)絕緣擊穿。另外靜電放電過(guò)程中產生(shēng)的強電磁場導致器件暫時失效。
4. 軟件故障:靜電(diàn)幹擾(rǎo)信號被當作有用信號,導致操(cāo)作係統誤響應(yīng)。

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手機靜電(diàn)放(fàng)電失效(xiào)的改進建議

1.方案初期(qī)考慮靜電設計

盡量選擇靜電敏感度等(děng)級高的器(qì)件。器件與(yǔ)靜電源隔離,減少回路麵積(麵積越(yuè)大,所(suǒ)包含的場流量越大,其感(gǎn)應(yīng)電流越大)。具體的措(cuò)施可能包括:走線越短越(yuè)好;電源與(yǔ)地越接近越好;存在多組電(diàn)源和地時,以格子方(fāng)式連接(jiē);太長的信號(hào)線(xiàn)或電源(yuán)線宜與地線交錯布置;信號線越靠近地(dì)線越好;同一特性器(qì)件越近越好;盡量在PCB上使(shǐ)用(yòng)完整的地平麵,PCB接地麵積越大越好,不要有大的缺口,PCB的接地線要低阻抗;電源、地布(bù)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(jìng)電敏感的元器件。

2.出現靜(jìng)電問題後的整改建議
用專業的“靜電放電發生器"進(jìn)行直接放(fàng)電/間接放電、空氣放電(diàn)/接觸放電,確認耦合路徑;
從不同(tóng)位(wèi)置放(fàng)電,確定所有敏感的放電點和(hé)放電路徑;
從低到高(gāo),在不同電壓下進行試驗,確(què)定失效電(diàn)壓範圍;
多試(shì)驗幾台樣(yàng)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(pàn)斷相關的敏感器件;
針對敏感器件製訂整改方案;
具體措(cuò)施如對於機殼縫隙、按鍵的問題可用介質隔離的方式來處(chù)理;對於攝(shè)像頭、麥克風、聽筒等問題可以(yǐ)通過介質隔離、加強接地等方式來處理;具有屏蔽殼(ké)的芯片可以通過加強屏蔽效果(guǒ)、屏(píng)蔽殼加強接地的方式來處理;對於接口電(diàn)路、關鍵芯片的引腳,要通過使用保護器件(jiàn)(如TVS管,ESD防護器件)來加以保護;對於軟(ruǎn)件的故障,可(kě)以通過增(zēng)加一些邏輯判斷來消除幹擾的影響。
反複試驗以(yǐ)修正和驗(yàn)證整改方案。
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