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  • 可穿戴设备如何设计静电保护?

    可穿戴设备如何设计静电保护?

    电路保护技术和电路板布局策略有助于提高安全性、可靠性和连通性。可穿戴技术存在一个不可能出现在物联网中的弱点:人体在移动时产生静电。静电可能损坏支撑物联网应用的敏感电子设备。 为了理解这个问题,我们从人体放电模型(H B M)开 始,应用于描述集成电路对静电放电(ESD)破坏的敏感性。 使用最普遍的H B M 概念是军用标准M I L - ST D - 8 8 3 、 方法3015.8、静电放电灵敏度分类中定义的试验模型。相似的 国际HBM标准是JEDEC JS-001。无论在JEDEC JS-001还是在 MIL-STD-883中,都用100pF电容器和1.5kΩ放电电阻器模拟 带电人体。测试中,电容器在250 V到8 kV的电压范围内完全 充电,然后通过与受试器件串联的1.5kΩ电阻器放电。 由于可穿戴设备设计为可以贴身使用,它们持续受到 因为与用户近距离相互作用而产生的静电冲击。如果没有适 当的保护,可穿戴设备的传感器电路、电池充电接口、按钮 或数据输入/输出端口有可能被与HBM试验中产生的相似的 程度静电放电(ESD)损坏。一旦可穿戴设备失效,整个网络 的功能和可靠性也会受到影响。 先进电路保护技术和电路板布局策略能保护可穿戴设 备及其使用者。尽早在设计过程中运用这些建议将帮助电路 设计者们提高其可穿戴技术设计的性能、安全性和可靠性, 并有助于构建更加可靠的物联网。 封装尺寸虽小,但ESD保护作用不小 可穿戴设备电路保护的一个设计挑战是可穿戴设备的 尺寸越来越小。过去,需要大结构二极管和大封装尺寸(如 图1 TVS二极管两种结构 图2 IEC 61000-4-2评级 设计人员应尽可能选择单向二极管配置,因为它们在 负电压ESD冲击事件中的表现更好。负电压ESD冲击期间, 钳位电压将基于二极管的正向偏压(一般小于1.0 V)。反之, 双向二极管配置在负电压冲击期间提供的钳位电压基于反向 击穿电压,比单向二极管的正向偏压高。因此,单向配置能 大大减小负电压冲击期间对系统产生的压力。 合理确定二极管位置。大部分可穿戴设计不需要在每 个集成电路引脚上都使用板级T VS二极管。相反,设计人员应该确定哪些引脚暴露在可能发生用户可能产生ESD事件的。如果用户能接触通讯/控制线路,这可能成为ESD进入 集成电路的一个途径。倾向于存在这种途径的典型电路包 括USB、按钮/开关控制和其他数据总线。由于添加这些分 立器件设备需要占用电路板空间,因此需要能装入0201或01005封装的器件。对某些可穿戴应用来说,可采用节省空 间的多通道阵列。无论采用什么封装类型,ESD抑制器的位 置要尽量靠近ESD源。比如,USB端口的保护应靠近USB连 接器。 缩短走线长度。走线布线在针对集成电路引脚的TVS二 极管保护设计中非常重要。与雷电瞬态不同,ESD不会长时 间释放出大量电流。处理ESD时,一定要尽快把电荷从受保 护的电路转移到ESD参考点。 首要因素是从信号线到ESD器件和从ESD器件到地的走 线长度,而非地的走线宽度。为了限制寄生电感,走线长度 应该越短越好。寄生电感会导致感应过压,这是一种短促 的电压尖峰,如果桩线够长的话,这个电压尖峰可能达到数 百伏特。近期的封装技术进步包括能直接装在数据车道上的?DFN轮廓,这样桩线就不再需要了。 理解人体放电模型(HBM)、机器放电模型(MM)和带电 设备模型(CDM)的定义。除了HBM模型之外,MM和CDM 也是描述运行便携设备或可穿戴设备的集成电路ESD耐受能 力的试验模型。不少半导体厂家认为MM模型已经过时。人 们倾向于在坚固性和产生的失效模式上跟踪HBM,尽管有 些厂家仍在使用它。CDM是HBM的另一个替代模型。与模 拟人与集成电路之间的相互影响不同,CDM模拟集成电路 滑向走向或管子,然后触及接地表面。按CDM分类的器件 在指定电压水平上接触电荷,然后测试存活率。如果器件仍 然功能正常,就在下一个电压水平上继续测试它,直到它失 效。CDM由JEDEC在JESD22-C101E中标准化。 包括处理器、内存和ASIC在内的芯片都会用这三个模 型中的一种或几种来描述。半导体供应商在制造期间使用这 些模型保证电路的健壮性。对于供应商来说,当前趋势是降 低电压测试水平,因为这样能节省晶片空间,也因为大部分 供应商遵守严格的内部ESD政策。 严格的ESD政策通过运行较低的片上ESD保护,能使供 应商受益,电路设计人员还是以对应用级ESD十分敏感的芯 片,决不允许因为现场ESD或用户致ESD而失效。为了保护 高度敏感的集成电路,设计人员选择的保护器件不仅要能防止增强的静电应力,还要能提供足够低的钳位电压。评价ESD保护器件时应考虑以下参数: 1. 动态电阻:这个参数描述的是二极管钳制并将ESD瞬 态对地转移的能力。它能帮助确定在二极管打开后其电阻会 低到什么程度。动态电阻越低越好。 2. IEC 61000-4-2评级:TVS二极管供应商确定该参数 值的方法是增大ESD电压,直到二极管失效。失效点描述 的是二极管的健壮性。这个参数值越高越好。越来越多的 Littelfuse TVS二极管能达到20 kV乃至30 kV的接触放电电压,远远超过IEC 61000-4-2规定的最高水平(4级水平的接触放电电压为8 kV,如图2)。 随着可穿戴市场的继续成长和新设备的不断开发,电 路保护需求也在日益增长。事实上,在设计过程的早期考虑 ESD保护和适当的电路板布局变得比以往任何时候都更加重 要。诸如TVS二极管这样的小型电路保护器件将有效保护可 穿戴设备内部的敏感集成电路,维护物联网生态系统价值主张。 可靠的长时间跟踪算法。该算法研究的出发点是单独地运用现有跟踪算法或检测算法都无法长时间地跟踪目标。Kalal创造性地将跟踪算法和检 测算法相结合来解决跟踪目标在被跟踪过程中发生的形变、 部分遮挡等问题,同时,通过一种改进的在线学习机制不断 更新跟踪模块的“显著特征点”和检测模块的目标模型及相 飞行器识别出地面机器人 飞行器保持在地面机器人上 油门行程与飞行器高度 基于开关控制的飞行器高度控制响应曲线 在此系统中,为了保持好的追踪效果。根据地面机器 人在图像中的位置,引入一个PD控制器,使飞行器保持在地面机器人上方。控制器的输入是摄像头画面中央的像素位置,反馈值是实际捕捉到的地面机器人在图像中的位置,控制框图如图7所示,根据实验调整PD参数而使地面机器人保 持在图像的中央。图8显示了飞行器识别出的地面机器人, 图9显示飞行器正在跟踪地面机器人。 高度控制算法 根据实际飞行器实验和悟空控制系统的说明,测试到 油门信号与飞行器的实际升降有对应关系,具体如图10所 示。油门PWM信号占空比分子在1000到2000之间变化,当 在1450到1550之间时,悟空控制系统会使飞行器会自动锁定 当前高度,根据这一特点设计了开关控制器,当高度低于给 定值将占空比分子设置成1580,这样飞行器会缓缓上升。当 高度高于给定值时设成1430,这样飞行器缓缓下降。并设置 实际值在给定值上下5cm不作控制,即自动锁定当前高度。 如图11,实验时给定值在0.5m—1m—1.5m切换时,飞行器 能及时达到给定值。在打舵的时候,飞行器高度会有所改 变,该控制器也能及时调整达到设定高度。图11中直线表示 给定高度,绿线表示飞行器的实际高度,在时间10s附近开 启高度控制器。 结束语 基于国际空中机器人大赛第7代任务,本文提出了一种 机载设备的实现方法,并详细介绍了该方法的硬件平台和软 件模块。此方法完成了定位、高度控制、障碍物规避和单一 地面机器人识别与跟踪。飞行器续航能力有限且比赛时间有 一定要求,所以要完成比赛a阶段的追赶目标,上层的策略 模块还需要进一步完善。比赛的b阶段增加了飞行器的同台 博弈,因此还需要更多的实验以增加系统的鲁棒性。

    时间:2020-08-12 关键词: 可穿戴设备 静电 电路保护

  • 你知道LED静电失效原理吗?

    你知道LED静电失效原理吗?

    你知道LED静电失效原理和检测方法吗?随着LED业内竞争的不断加剧,LED品质受到了前所未有的重视。 LED在制造、运输、装配、使用过程中,生产设备、材料和操作者都有可能给LED带来静电(ESD)损伤,导致LED过早出现漏电流增大、光衰加速;因此,静电对LED品质有非常重要的影响。 LED的抗静电指标不仅仅是简单地体现它的抗静电强度,LED的抗静电能力与其漏电值、整体可靠性有很大关系。 一、LED静电失效原理: 由于环境中存在不同程度的静电,而静电感应或直接转移等形式,使LED芯片PN结两端积聚一定数量的极性相反的静电电荷,形成不同程度的静电电压。 当静电电压超过LED的最大承受值,静电电荷将以极短的时间在LED芯片的两个电极间放电,从而产生热量;在LED芯片内部的导电层、PN结发光层形成1400℃以上的高温,高温导致局部熔融成小孔,从而导致LED漏电、变暗、死灯、短路等现象。微信公众号:深圳LED网 二、检测方法: LED抗静电测试时,将静电直接施加在LED的两个引脚上,仪器的放电波形有严格的标准规定。其中有人体模式和机械模式: 人体模式:当静电施加到被测物体时,串联一个330欧姆的电阻,以此模拟人与器件的接触时电荷转移,人与物体接触通常在330欧姆左右,因此也称人体模式。 机械模式:将静电直接作用于被测器件上,模拟工具机械直接将静电电荷转移到器件上,因此也称机械模式。 这两种测试仪器内部静电电荷储能量、放电波形也有些区别。采用人体模式测试的结果一般为机械模式的8-10倍。LED行业大多使用人体模式指标。 三、测试样品种类: LED芯片、插件式LED、贴片式LED、LED模组、数码管以及LED灯具。以上就是LED静电失效原理和检测方法解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-31 关键词: LED 静电 失效原理

  • 中芯国际提供静电保护服务,标志着中芯国际专业、标准、先进和全面

    中芯国际提供静电保护服务,标志着中芯国际专业、标准、先进和全面

    助客户强化全芯片ESD设计 中芯国际集成电路制造有限公司宣布为芯片设计客户提供包括说明文档、检查清单、PERC工具、版图布局检查和风险管理服务在内的一整套静电放电(ESD)保护设计服务,以帮助客户强化全芯片ESD保护设计,确保其一次投片成功。       随着半导体制造工艺技术的快速进步,器件尺寸已发展到65纳米以下,静电放电已成为一个日益严峻和极具挑战性的问题。仅仅依靠输入/输出单元(I/O)自身的ESD保护设计已难以奏效,特别是在跨电源域的接口电路部分。由于栅氧化层随着工艺发展变得越来越薄从而更易损坏,设计者们越来越关心ESD保护问题。因此,全芯片ESD设计理念得到重视。 为帮助客户应对ESD风险,并贯彻全芯片ESD设计理念,中芯国际提供了三条ESD保护防线:首先,提供一整套完善的说明文档和检查清单,针对中芯国际不同的工艺制程,客户在设计阶段必须遵照其进行芯片级ESD保护设计;其次,提供一套基于Mentor PERC新开发的自动检查代码,可在客户投片前自动进行芯片级ESD保护检查;最后,同样重要的是,中芯国际依据客户的要求提供ESD版图布局检查和风险管理服务。对于使用中芯国际I/O库的客户来说,版图布局检查服务包含了I/O应用、ESD相关布局布线和最终的版图检查。以上所有解决方案都是为了提升芯片的ESD保护性能。       “现阶段,好的ESD保护是由晶圆代工厂强大的I/O设计服务能力,客户的全芯片级ESD保护计划,以及第三方IP提供者的IP级ESD保护共同协作的结果。”中芯国际设计服务中心资深副总裁汤天申博士表示:“中芯国际不遗余力地确保客户能够方便地使用所有的ESD保护解决方案。 数年以前,中芯国际就在业界率先展开了此方面整体和全面的研究工作。不仅和业界的专家与供应商合作解决技术难题,并与重要客户展开ESD保护设计及检验流程以及业务模式的探索与实践,积累了大量的成功经验。2013年,我们经手的ESD版图布局检查案例通过率超过了95%。在成功试运营的基础上,中芯国际正式宣布推出全方位的静电放电(ESD)保护设计服务,这标志着中芯国际为设计客户服务的能力已变得更加专业、标准、先进和全面。”  

    时间:2020-07-15 关键词: 中芯国际 静电

  • 经典理论ESD,值得注意的事

    经典理论ESD,值得注意的事

    什么是经典理论ESD?你了解吗?这个很经典,但是理论性比较强,差一点理论就不要浪费时间。真是一环套一环,差一点点都不行,大家一定把基础学好,在考虑进行这个话题ESD,否则你会头乱如麻~ 静电放电,应该是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力(EOS)破坏的主要元凶。因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏),所以这种损伤是毁灭性和永久性的,会造成电路直接烧毁。所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。 静电,通常都是人为产生的,如生产、组装、测试、存放、搬运等过程中都有可能使得静电累积在人体、仪器或设备中,甚至元器件本身也会累积静电,当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径,瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏(这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上,防止人体的静电损伤芯片),如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电,会把大地劈开一样,而且通常都是在雨天来临之际,因为空气湿度大易形成导电通到。 静电的产生 静电是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。人体自身的动作或与其他物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以产生几千伏甚至上万伏的静电。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。 生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿,屏蔽与接地。人体静电防护系统主要有防静电手腕带、脚腕带、脚跟带、工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成,具有静电泄放,中和与屏蔽等功能。静电防护工作是一项长期的系统工程,任何环节的失误或疏漏,都将导致静电防护工作的失败。 静电的危害 静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,我们的身上和周围就带有很高的静电电压,几千伏甚至几万伏。平时可能体会不到,人走过化纤的地毯静电大约是35000伏,翻阅塑料说明书大约7000伏,对于一些敏感仪器来讲,这个电压可能会是致命的危害。 静电学主要研究静电应用技术,如静电除尘、静电复印、静电生物效应等。更主要的是静电防护技术,如电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及宇航与军事领域的静电危害,寻求减少静电造成的损失。 随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题,已经成为一个迫切需要解决的问题。一方面,一些电阻率很高的高分子材料如塑料,橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化,1967年7月29日,美国Forrestal航空母舰上发生严重事故,一架A4飞机上的导弹突然点火,造成了7200万美元的损失,并造成人员损伤134人,调查结果显示导弹屏蔽接头不合格,静电引起了点火。1969年底,在不到一个月的时间内,荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸。 我国在石化企业曾发生30多起因静电造成了严重火灾爆炸事故。许多工业发达国家都建立了静电研究机构,我国从60年代末开始开展了一些静电研究工作,80年代开始以来, 我国的静电研究发展极为迅速。1981年成立了中国物理学会静电专业委员会并召开了第一次全国静电学术会议,全国性的和各地方的静电学术会议不断召开,静电研究和应用的范围也越来越广,科研队伍不断壮大。 行业的困扰: ESD(静电放电)对电子产品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种。所谓突发性损伤,指的是器件被严重损坏,功能丧失。这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现,因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。而潜在性损伤指的是器件部分被损,功能尚未丧失,且在生产过程的检测中不能发现,但在使用当中会使产品变得不稳定,时好时坏,因而对产品质量构成更大的危害。这两种损伤中,潜在性失效占据了90%,突发性失效只占10%。也就是说90%的静电损伤是没办法检测到,只有到了用户手里使用时才会发现。手机出现的经常死机、自动关机、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题有绝大多数与静电损伤相关。 也因为这一点,静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手,静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。而国内外品牌手机使用时稳定性的差异也基本上反映了他们在静电防护及产品的防静电设计上的差异。以上就是经典理论ESD的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-27 关键词: 静电 esd 静电释放

  • 静电释放ESD,那些你不知道的事儿

    静电释放ESD,那些你不知道的事儿

    什么是ESD?它有什么作用?我经常说EMI,EMC我们还能了解个大概其,但是ESD这个是什么?它有什么作用?以及可以应用到哪里?我们带着问题一一攻破这些~ESD,即“静电释放”。本文介绍以下内容:ESD的产生的三种形式;什么是静电;静电的产生原因;什么是ESD(静电放电);ESD对电子设备的影响…… ESD是代表英文ElectroStatic Discharge即"静电放电"的意思。ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁干扰)等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。 ESD的产生的三种形式: 1、人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD敏感的装置而不先拽放电荷到地,摩擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。 2、微电子器件带电型式既指这些ESD敏感的装置,尤其对塑料件,当在自动化生产过程中,会产生摩擦电荷,而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面,因此造成损坏;或者通过感应使ESD敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。 3、场感类型式即有强电场围绕,这可能来之于塑性材料或人的衣服,会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数,则会产生电弧以破坏氧化层,其结果为短路。 4、其它还有:机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。 什么是静电? 静电是一种电能,它存在于物体表面,是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电现象是指电荷在产生与消失过程中所表现出的现象的总称,如摩擦起电就是一种静电放电现象。 静电的产生原因 物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子A而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)。 A、接触分离起电 任何两个不同物材质地物体接触后再分离即可产生静电,当两个不同物体相互接触时就会产使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电。而另一个物体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电,所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。 B、摩擦起电 实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电,而产生静电的最普通方法,就是摩擦生电。材料的绝缘性越好,越容易是使用摩擦起电。 摩擦起电是一个机械过程,依靠相对表面移动传送电量。传送的电量取决于接触的次数。表面粗糙度湿度,接触压力,摩擦特性以及相对运动速度。一个人或一辆车所能带来的电量的电压值大程度上由它们的电容决定。 C、感应起电 针对导体材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如将其置于一电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负离子就会转移。 D、传导起电 针对导电材料而言,因电子能在它的表面移动,如带电物体接触,将会发生电荷转移。 什么是ESD(静电放电)? 静电放电是两个具有不同静电电位的物体,由于直接触或静电感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程后,击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。 ESD在一个对地短接的物体暴露在静电场中时发生。两个物体之间的电位差将引起放电电流,传送足够的电量以抵消电位差。这个高速电量的传送过程即为ESD。在这个过程中将产生潜在的破坏电压。电流以及电磁场。ESD将产生强大的尖峰脉冲电流,这种脉冲电流中包含丰富的高频成份,其上限频率可超过1GHz,取决于电平。相对漫湿度。靠近速度和放电物体的形状。在这个频率典型的设备电缆甚至印制板上的走线会变成非常有效的接收天线。因而对于典型的模拟或数字电子设备,ESD倾向于感应出高电平的噪声,它会导致电子设备严重受损或操作失常。 当ESD位置距离较近时,无论是电流还是磁场都是很强的。因此在ESD位置附近的电路一般会受到影响。 ESD对电子设备的影响 ESD对电路的干扰有两种机理: 一种是静电放电电流直接通过电路,对电路造成损坏; 另一种是静电放电电流产生的电磁场通过电容耦合,电感耦合或空间辐射耦合等途径对电路造成干扰。ESD电流产生的场可以直接穿透设备,或通过孔洞。缝隙。通风孔。输入输出电缆等耦合到敏感电路。当ESD电流在系统内部流动时,它们激发路径中所经过的天线,这些天线的发射效率主要依赖于尺寸。ESD脉冲所导致的辐射波长从几厘米到数百米,这些辐射能量产生的电磁噪声将损坏电子设备或者骚扰它们的运行。 电磁噪声可通过传导或辐射方式进入电子设备。电路及ESD的近场。辐射耦合的基本方式可以是电容或电感方式取决于ESD源和接受器的阻抗。在远场,则存在电磁场耦合。 如果ESD感应的电压和/或电流超过电路的信号电平,电路操作将失常。在高阻抗电路中,电流信号很小,信号用电压电平表示,此时电容耦合将占主导地位,ESD感应电压为主要问题。在低阻电路中,信号主要为电流形式,因而电感耦合占主导地位,ESD电流将导致大多数电路出现问题。 两种主要的破坏机制是: ①由于ESD电流产生热量导致设备的热失效; ②由于ESD感应出高的电压导致绝缘击穿。两种破坏可能在一个设备中同时发生绝缘击穿可能激发大的电流,这又进一步导致热失效。因为使设备产生损坏比导致它失常所必需的电压和电流要大1~2个数量级,损坏更有可能在传导耦合时产生,这就是说,造成损坏,ESD电火花必须直接接触电路,而辐射耦合通常只导致失常。以上就是ESD的解析,希望能够给大家帮助。

    时间:2020-04-27 关键词: 静电 esd 静电释放

  • LED静电失效解析

    LED静电失效解析

    现在大街上随处可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。随着LED业内竞争的不断加剧,LED品质受到了前所未有的重视。 LED在制造、运输、装配、使用过程中,生产设备、材料和操作者都有可能给LED带来静电(ESD)损伤,导致LED过早出现漏电流增大、光衰加速;因此,静电对LED品质有非常重要的影响。 LED的抗静电指标不仅仅是简单地体现它的抗静电强度,LED的抗静电能力与其漏电值、整体可靠性有很大关系。 一、LED静电失效原理: 由于环境中存在不同程度的静电,而静电感应或直接转移等形式,使LED芯片PN结两端积聚一定数量的极性相反的静电电荷,形成不同程度的静电电压。 当静电电压超过LED的最大承受值,静电电荷将以极短的时间在LED芯片的两个电极间放电,从而产生热量;在LED芯片内部的导电层、PN结发光层形成1400℃以上的高温,高温导致局部熔融成小孔,从而导致LED漏电、变暗、死灯、短路等现象。微信公众号:深圳LED网 二、检测方法: LED抗静电测试时,将静电直接施加在LED的两个引脚上,仪器的放电波形有严格的标准规定。其中有人体模式和机械模式: 人体模式:当静电施加到被测物体时,串联一个330欧姆的电阻,以此模拟人与器件的接触时电荷转移,人与物体接触通常在330欧姆左右,因此也称人体模式。 机械模式:将静电直接作用于被测器件上,模拟工具机械直接将静电电荷转移到器件上,因此也称机械模式。 这两种测试仪器内部静电电荷储能量、放电波形也有些区别。采用人体模式测试的结果一般为机械模式的8-10倍。LED行业大多使用人体模式指标。 三、测试样品种类: LED芯片、插件式LED、贴片式LED、LED模组、数码管以及LED灯具。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2020-03-13 关键词: LED 静电 失效

  • LED显示屏静电影响

    LED显示屏静电影响

    在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。近年来,led显示屏技术在我国已经渐趋成熟,但是,在实际的使用过程中,led显示屏会产生一些问题,比如静电的问题,那么,LED显示屏静电也会产生危害?接下来,让我们详细的来了解下吧。 1、静电产生的原因 从微观上说,根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态,由于不同的物质电子的接触产生的电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。 从宏观上讲,原因有:物体间摩擦生热,激发电子转移;物体间的接触和分离产生电子转移;电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;摩擦和电磁感应的综合效应。 静电电压是由不同种类的物质相互接触与分离而产生。这种效应即是大家熟知的摩擦起电,所产生的电压取决于相互摩擦的材料本身的特性。由于LED显示屏在实际生产过程中主要是人体与相关元器件的直接接触与间接接触产生静电。所以根据本行业的特点可做一些针对性的静电防范措施。 2、静电在LED显示屏生产过程中的危害 如果在生产任何环节上忽视防静电,它将会引起电子设备失灵甚至使其损坏。 当半导体器件单独放置或装入电路时,即使没有加电,由于静电也可能造成这些器件的物性损坏。大家熟知,led是半导体产品,如果led的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度,就会对元件造成损坏。氧化层越薄,则LED和驱动IC对静电的敏感性也就越大,例如焊锡的不饱满,焊锡本身质量存在问题等等,都会产生严重的泄漏路径,从而造成毁灭性的破坏。 另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点(1415℃)时所引起的。静电的脉冲能量可以产生局部地方发热,因此出现直接击穿灯管和IC的故障。即使电压低于介质的击穿电压,也会发生这种故障。一个典型的例子是,LED是PN结组成的二极管,发射极与基极间的击穿会使电流增益急剧降低。LED本身或者驱动电路中的各中IC受到静电的影响后,也可能不立即出现功能性的损坏,这些受到潜在损坏的元件通常在使用过程中才会表现出来,所以对显示屏的寿命影响都是致命的。 总之,我们已经在上文为各位朋友们分析了led显示屏静电造成的原因以及产生的危害,相信大家已经有了全面的了解了吧,希望上面的内容,可以为大家带来启发。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2019-12-29 关键词: LED 显示屏 电源技术解析 静电

  • 在LED显示屏中的静电危害

    在LED显示屏中的静电危害

    随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。很多刚接触LED显示屏的朋友都好奇,为什么在参观很多LED显示屏车间的时候,都被要求带鞋套,静电环,穿静电衣等防护性设备。要了解这个问题,就要提到LED显示屏生产运输中的静电防护相关的知识;很多LED显示屏出现死灯或不亮,多半是由于静电引起的。 LED显示屏生产过程中静电的来源 1、物体、材料2、地板、工作桌椅3、工作服、包装容器;4、油漆或打蜡的表面,有机和玻璃纤维材料。5、水泥地板,油漆或打蜡的地板,塑料地砖或地板革。6、化纤工作服,非导电工作鞋,清洁棉质工作服。7、塑料,包装盒,箱,包,盘,泡沫塑料衬垫。 静电在LED显示屏生产过程中的危害如果在生产任何环节上忽视防静电,它将会引起电子设备失灵甚至使其损坏。当半导体器件单独放置或装入电路时,即使没有加电,由于静电也可能造成这些器件的永久性损坏。大家熟知,LED是半导体产品,如果LED的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度,就会对元件造成损坏。氧化层越薄,则LED和驱动IC对静电的敏感性也就越大,例如焊锡的不饱满,焊锡本身质量存在问题等等,都会产生严重的泄漏路径,从而造成毁灭性的破坏。 另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点(1415℃)时所引起的。静电的脉冲能量可以产生局部地方发热,因此出现直接击穿灯管和IC的故障。即使电压低于介质的击穿电压,也会发生这种故障。一个典型的例子是,LED是PN结组成的二极管,发射极与基极间的击穿会使电流增益急剧降低。LED本身或者驱动电路中的各中IC受到静电的影响后,也可能不立即出现功能性的损坏,这些受到潜在损坏的元件通常在使用过程中才会表现出来,所以对LED产品的寿命影响都是致命的。 LED显示屏的制作过程是一个非常严谨、细微的过程,每个环节都不可疏漏。显示屏的静电防护工作也是LED显示屏制作的重要环节,目前业界人士对静电防护的认识还不足够深刻,更不能满足专业LED显示屏生产的需要,还需要更多的专业人士不断研究、共同讨论。 LED显示屏生产中的如何防静电 1、对使用静电敏感电路人员进行静电知识和有关技术的培训。 2、建立防静电工作区,在该区内使用放静电地板,防静电工作台,防静电接地引线以及防静电器具,并将该去相对湿度控制在40以上。 3、静电对电子设备所造成的危害可能放生在从制造商到野外设备的任何地方。危害是由于没有充足,有效的训练和设备操纵失灵而引起的。LED是对静电敏感的设备。INGAN晶片通常被认为是“第一位”易受干扰的。而ALINGAPLEDSSHI“第二位”或更好的。 4、ESD被损坏的设备能显示出暗淡,模糊,熄灭,短的或低VF或VR。ESD被损坏的设备不应不电子过载相混淆,如:因错误的电流设计或驱动,晶片挂接,电线屏蔽接地或封装,或普通的环境诱导压力等。 5、ESD的安全和控制程序:大多数电子和电光学公司的ESD非常相似,并已经成功实现了所以设备的ESD控制,操纵和主程序。 这些程序因为ESD远古已经用于检测质量效果的仪器。ISO-9000认证也把他列入正常控制程序。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2019-11-07 关键词: LED 显示屏 电源技术解析 静电

  • 科学家揭示摩擦如何导致静电的长期谜团

    科学家揭示摩擦如何导致静电的长期谜团

    9月10,据外媒报道,美国西北大学的一个研究小组发表在《物理评论快报》的一项研究指出,他们开发了一种模型,该模型显示通过弯曲材料表面上的微小突起,将两个物体在一起摩擦会产生静电或摩擦电。这一新的认识可能对现有的静电应用,如能量收集和印刷,以及避免潜在的危险,如由静电火花引发的火灾等产生重要的影响。 公元前600年,米利图斯的希腊哲学家泰勒斯首次报道了摩擦引起的静电。他用毛皮摩擦琥珀后,注意到毛皮会吸引灰尘。 该研究领导者、西北大学的教授劳伦斯·马克斯(Laurence Marks)说:“从那以后,很明显摩擦会在所有绝缘体中引发静电,而不仅仅是皮毛。” 在纳米尺度上,所有的材料都有粗糙的表面和无数的微小突起,当两种材料接触并相互摩擦时,这些突起物就会弯曲变形。 马克斯的团队发现,这些变形会产生最终导致静电充电的电压,这种现象被称为“挠曲电效应”,当绝缘体中的电荷因弯曲等变形而分离时就会发生。 研究人员通过使用一个简单的模型表明,摩擦过程中弯曲突起产生的电压确实大到足以产生静电。这项工作解释了许多实验观察结果,例如为什么即使两块相同的材料摩擦在一起也会产生电荷,并以惊人的精度预测了实验测量的电荷。 马克斯说:“我们的发现表明,摩擦电性、挠曲电效应和摩擦是密不可分的。这为当前应用的摩擦电性能定制和新技术的功能扩展提供了更多见解。”

    时间:2019-09-30 关键词: 模型 静电 摩擦 挠曲电效应

  • 静电给LED显示屏生产带来的问题

    静电给LED显示屏生产带来的问题

    随着科学技术的发展,电子产品也在不断更新换代,LED显示屏生产技术在我国渐趋成熟,应用领域广泛及普及成为趋势。方便这我们的生活,但目前大多数的LED显示屏制造商尚不完全具备生产该类产品的真正能力,从而给LED显示屏产品带来了隐患,以至影响到整个市场,静电就是其中之一。消除静电的影响对电子产品的使用寿命等等都有很大的帮助。 那么,LED显示屏静电产生的原因是什么?静电给LED显示屏生产带来哪些危害?。 1、静电产生的原因 从微观上说,根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态,由于不同的物质电子的接触产生的电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。从宏观上讲,原因有:物体间摩擦生热,激发电子转移;物体间的接触和分离产生电子转移;电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;摩擦和电磁感应的综合效应。静电电压是由不同种类的物质相互接触与分离而产生。这种效应即是大家熟知的摩擦起电,所产生的电压取决于相互摩擦的材料本身的特性。由于LED显示屏在实际生产过程中主要是人体与相关元器件的直接接触与间接接触产生静电。所以根据本行业的特点可做一些针对性的静电防范措施。 2、静电在LED显示屏生产过程中的危害 如果在生产任何环节上忽视防静电,它将会引起电子设备失灵甚至使其损坏。当半导体器件单独放置或装入电路时,即使没有加电,由于静电也可能造成这些器件的永久性损坏。大家熟知,LED是半导体产品,如果LED的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度,就会对元件造成损坏。氧化层越薄,则LED和驱动IC对静电的敏感性也就越大,例如焊锡的不饱满,焊锡本身质量存在问题等等,都会产生严重的泄漏路径,从而造成毁灭性的破坏。 另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点(1415℃)时所引起的。静电的脉冲能量可以产生局部地方发热,因此出现直接击穿灯管和IC的故障。即使电压低于介质的击穿电压,也会发生这种故障。一个典型的例子是,LED是PN结组成的二极管,发射极与基极间的击穿会使电流增益急剧降低。 LED本身或者驱动电路中的各中IC受到静电的影响后,也可能不立即出现功能性的损坏,这些受到潜在损坏的元件通常在使用过程中才会表现出来,所以对显示屏的寿命影响都是致命的。相信随着科学技术的发展,再韦阿兰ide某一天,静电的问题会呗科研人员解决,位我们的电子产品造福。

    时间:2019-09-09 关键词: 电源技术解析 静电 生产技术 led显示屏

  • 分享一下ESD保护9大措施

    分享一下ESD保护9大措施

    最近在做电子产品的ESD测试,从不同的产品的测试结果发现,这个ESD是一项很重要的测试:如果电路板设计的不好,当引入静电后,会引起产品的死机甚至是元器件的损坏。以前只注意到ESD会损坏元器件,没有想到,对于电子产品也要引起足够的重视。 ESD,也就是我们常说的静电释放(Electro-Static discharge)。从学习过的知识中可以知道,静电是一种自然现象,通常通过接触、摩擦、电器间感应等方式产生,其特点是长时间积聚、高电压(可以产生几千伏甚至上万伏的静电)、低电量、小电流和作用时间短的特点。对于电子产品来说,如果ESD设计没有设计好,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。 在做ESD放电测试时通常采用两种方法:接触放电和空气放电。 接触放电就是直接对待测设备进行放电;空气放电也称为间接放电,是强磁场对邻近电流环路耦合产生。这两种测试的测试电压一般为2KV-8KV,同地区要求不一样,因此在设计之前,先要弄清楚产品针对的市场。 以上两种情况是针对人体在接触到电子产品时,因人体带电或其他原因引起电子产品不能工作而进行的基本测试。下图是一些地区在一年中不同月份的空气湿度统计。从图中可以看出Lasvegas全年的湿度最少,该地区的电子产品要特别注意ESD的保护。 全球各地的湿度情况不一样,但是同时在一个地区,若空气湿度不一样,产生的静电也不相同。下表是搜集到的数据,从中可以看出静电随着空气湿度的减小而变大。这也间接的说明北方的冬天,脱毛衣时产生的静电火花很大的原因。“既然静电这么大的为危害,我们如何进行防护呢?我们在进行静电防护设计时通常分三步走:防止外部电荷流入电路板而产生损坏;防止外部磁场对电路板产生损坏;防止静电场产生的危害。 在实际电路设计中我们会采用以下几种方法的一种或几种来进行静电保护: 1、雪崩二极管来进行静电保护 这也是设计中经常用到的一种方法,典型做法就是在关键信号线并联一雪崩二极管到地。该法是利用雪崩二极管快速响应并且具有稳定钳位的能力,可以在较短的时间内消耗聚集的高电压进而保护电路板。 2、使用高压电容进行电路保护 该做法通常将耐压至少为1.5KV的陶瓷电容放置在I/O连接器或者关键信号的位置,同时连接线尽可能的短,以便减小连接线的感抗。若采用了耐压低的电容,会引起电容的损坏而失去保护的作用。 3、采用铁氧磁珠进行电路保护 铁氧磁珠可以很好的衰减ESD电流,并且还能抑制辐射。当面临着两方面问题时,一个铁氧磁珠会时一个很不错的选择。 4、火花间隙法 这种方法是在一份材料中看到的,具体做法是在铜皮构成的微带线层使用尖端相互对准的三角铜皮构成,三角铜皮一端连接在信号线,另一个三角铜皮连接地。当有静电时会产生尖端放电进而消耗电能。 5、采用LC滤波器的方法进行保护电路 LC组成的滤波器可以有效的减小高频静电进入电路。电感的感抗特性能很好的抑制高频ESD进入电路,而电容有分流了ESD的高频能量到地。同时,该类型的滤波器还可以圆滑信号边缘而较小RF效应,性能方面在信号完整性方面又有了进一步的提高。 6、多层板进行ESD防护 当资金允许的情况下,选择多层板也是一种有效防止ESD的一种手段。在多层板中,由于有了一个完整的地平面靠近走线,这样可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平面上,进而保护关键信号的作用。 7、电路板外围留保护带的方法保护法 这种方法通常是在电路板周围画出不加组焊层的走线。在条件允许的情况下将该走线连接至外壳,同时要注意该走线不能构成一个封闭的环,以免形成环形天线而引入更大的麻烦。 8、采用有钳位二极管的CMOS器件或者TTL器件进行电路的保护 这种方法是利用了隔离的原理进行电路板的保护,由于这些器件有了钳位二极管的保护,在实际电路设计中减小了设计的复杂度。 9、多采用去耦电容 这些去耦电容要有低的ESL和ESR数值,对于低频的ESD来说,去耦电容减小了环路的面积,由于其ESL的作用使电解质作用减弱,可以更好的滤除高频能量。 总之,ESD虽然可怕,甚至会带来严重后果,但是,只有保护好电路上电源和信号线,那么就能有效的防止ESD的电流流入PCB中。其中,我老大经常说的一句“一个板子的良好接地才是王道”,希望这句话也能给大家带来打破天窗的效果。 下面将提到更多保护细节: ■尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的 1/10到1/100。尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。 ■对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。电源线紧靠地线,在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。一面的栅格尺寸小于等于60mm,如果可能,栅格尺寸应小于13mm。 ■确保每一个电路尽可能紧凑。 ■尽可能将所有连接器都放在一边。 ■如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。 ■在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。 ■在卡的边缘上放置安装孔,安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。 ■PCB装配时,不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。 ■在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间隔距离为0.64mm。 ■在卡的顶层和底层靠近安装孔的位置,每隔100mm沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽的线连接在一起。与这些连接点的相邻处,在机箱地和电路地之间放置用于安装的焊盘或安装孔。这些地线连接可以用刀片划开,以保持开路,或用磁珠/高频电容的跳接。 ■如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中,在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂,这样它们可以作为ESD电弧的放电极。 ■要以下列方式在电路周围设置一个环形地: (1)除边缘连接器以及机箱地以外,在整个外围四周放上环形地通路。 (2)确保所有层的环形地宽度大于2.5mm。 (3)每隔13mm用过孔将环形地连接起来。 (4)将环形地与多层电路的公共地连接到一起。 (5)对安装在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说,应该将环形地与电路公共地连接起来。不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地,环形地上不能涂阻焊剂,以便该环形地可以充当ESD的放电棒,在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽的间隙,这样可以避免形成一个大的环路。信号布线离环形地的距离不能小于0.5mm。 ■在能被ESD直接击中的区域,每一个信号线附近都要布一条地线。 ■I/O电路要尽可能靠近对应的连接器。 ■对易受ESD影响的电路,应该放在靠近电路中心的区域,这样其他电路可以为它们提供一定的屏蔽作用。 ■通常在接收端放置串联的电阻和磁珠,而对那些易被ESD击中的电缆驱动器,也可以考虑在驱动端放置串联的电阻或磁珠。 ■通常在接收端放置瞬态保护器。用短而粗的线(长度小于5倍宽度,最好小于3倍宽度)连接到机箱地。从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器,然后才能接电路的其他部分。 ■在连接器处或者离接收电路25mm的范围内,要放置滤波电容。 (1)用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度,最好小于3倍宽度)。 (2)信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。 ■要确保信号线尽可能短。 ■信号线的长度大于300mm时,一定要平行布一条地线。 ■确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小。对于长信号线每隔几厘米便要调换信号线和地线的位置来减小环路面积。 ■从网络的中心位置驱动信号进入多个接收电路。 ■确保电源和地之间的环路面积尽可能小,在靠近集成电路芯片每一个电源管脚的地方放置一个高频电容。 ■在距离每一个连接器80mm范围以内放置一个高频旁路电容。 ■在可能的情况下,要用地填充未使用的区域,每隔60mm距离将所有层的填充地连接起来。 ■确保在任意大的地填充区(大约大于25mm×6mm)的两个相反端点位置处要与地连接。 ■电源或地平面上开口长度超过8mm时,要用窄的线将开口的两侧连接起来。 ■复位线、中断信号线或者边沿触发信号线不能布置在靠近PCB边沿的地方。 ■将安装孔同电路公地连接在一起,或者将它们隔离开来。 (1)金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时,要采用一个零欧姆电阻实现连接。 (2)确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装,在安装孔顶层和底层上要采用大焊盘,底层焊盘上不能采用阻焊剂,并确保底层焊盘不采用波峰焊工艺进行焊接。 ■不能将受保护的信号线和不受保护的信号线并行排列。 ■要特别注意复位、中断和控制信号线的布线。 (1)要采用高频滤波。 (2)远离输入和输出电路。 (3)远离电路板边缘。 ■PCB要插入机箱内,不要安装在开口位置或者内部接缝处。 ■要注意磁珠下、焊盘之间和可能接触到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电性能相当好,可能会产生意想不到的导电路径。 ■如果一个机箱或者主板要内装几个电路板,应该将对静电最敏感的电路板放在最中间。

    时间:2019-08-27 关键词: 电子产品 PCB 静电 esd 电路板设计

  • 为什么不能用手摸电路板?

    为什么不能用手摸电路板?

      冬天来了,人体可释放高达几万伏特的静电,年底项目也到了收尾阶段,大家千万别因为携带静电的手直接触摸带电主板而导致主板烧坏!下面就随公园管理小编一起来了解一下相关内容吧。  人手不能直接接触或触摸电路板是电子工程师的常识,这是为什么呢?  一、静电的危害  不同的环境下,人体携带的静电电压从几伏几百伏到几万伏不等。人手接触电子元器件(导体)会产生静电放电,使器件损坏,降低可靠性;严重时,静电放电造成器件击穿,使产品直接报废。  此外,静电放电过程同时辐射出某种频率下的无线电波,干扰周边微处理器,造成应用程序运行紊乱,严重影响设备的正常工作。  图注意静电  因此在日常的生产、工作中需规范操作(包括正确佩戴静电环);尽量避免人手直接接触电子元器件,特别是在带电状态。  图人体静电  二、静电对核心板反馈回路的影响  以M3352工业级核心板(Cortex-A8内核)为例进行测试(该核心板通过了电磁兼容工业4级试验,包括静电、浪涌、脉冲群、传导骚扰等),在上电状态下,工程师手指触摸图4所示黄色圈注位置,可诱发系统重启现象。这是什么原因呢?  图M3352工业级核心板  图4黄色圈注区域(R80,C116,R79,R78)是系统主电源3.3VDC-DC的负反馈及补偿网络(FB部分),如图5所示。  图系统电源电路  人手触摸(人体等效电阻等引入干扰)改变反馈回路特性(包括极点发生偏移),造成反馈回路震荡,导致DC-DC输出电压不稳定。  DC-DC的输出电压不稳定,轻者导致系统重启(DC-DC自动调低输出电压),严重时会烧坏电路板主芯片(DC-DC自动调高输出电压),因此主板带电禁止触摸。  图主板带电禁止触摸  三、如何预防静电  1.防静电无绳手腕带  图防静电无绳手腕带  根据“电晕放电”效应和尖端放电原理,当聚积的电荷超过一定值时因电位差向空间放电,从而达到消除静电的目的。特点:方便、可靠,流动岗位才允许佩戴。静电耗散时间:小于0.5s;  2.防静电手腕带  图防静电手腕带  人体皮肤与手腕带上的导静电材料直接接触,当手腕带接地时,通过接地系统将人体运动产生的静电迅速泄放。静电泄放时间:小于0.1s;  3.防静电PU涂层手套  图防静电PU涂层手套  防静电PU手套可进一步预防人体静电通过手部接触传导至电路板。手背导电丝间距:10mm。  四、核心板对静电防护措施  工业级核心板对静电的保护措施此处以致远电子的M3352工业级核心板为例进行说明,如如10所示为M3352核心板,图11为M3352P评估板。M3352采用的是Cortex-A8平台的AM3352,主频800MHz,双CAN、双网口、6串口,工作温度-40℃~+85℃。M3352核心板配合评估底板可从硬件防护和软件防护两个方面进行静电防护。  图M3352工业级核心板  图M3352评估套件  五、硬件防护——电磁兼容工业4级  l静电放电抗扰度:空气放电±15KV,接触放电±8KV;  l电快速瞬变脉冲群:干扰频率5KHz、100KHz,脉冲群时间300(1±20%)ms;  l雷击(浪涌)抗扰度:2KV电容耦合与气体放电管耦合,1次/分钟;  l传导骚扰抗扰度:3V电容耦合与气体放电管耦合,试验频率150KHz~80MHz。  六、软件防护——双系统架构设计  操作系统通常存储于Flash中,Flash的频繁擦写易出现坏块,产品的静电干扰、意外掉电易引发操作系统丢失、文件系统损坏。M3352核心板在正常运行的系统外,冗余设计一处备份系统,在Flash正常存储系统的区域出现坏块情况下,备份系统自动启动,确保产品依然能够稳定工作。 以上是关于电源管理中-为什么不能用手摸电路板?的相关介绍,如果想要了解更多相关信息,请多多关注eeworld,eeworld电子工程将给大家提供更全、更详细、更新的资讯信息。

    时间:2019-01-04 关键词: 电路板 电源技术解析 静电

  • 什么是ESD(静电放电)及ESD保护电路的设计

    什么是ESD(静电放电)及ESD保护电路的设计

    静电放电(ESD, electrostatic discharge )是在电子装配中电路板与元件损害的一个熟悉而低估的根源。它影响每一个制造商,无任其大小。虽然许多人认为他们是在ESD安全的环境中生产产品,但事实上,ESD有关的损害继续给世界的电子制造工业带来每年数十亿美元的代价。ESD究竟是什么?静电放电(ESD)定义为,给或者从原先已经有静电(固定的)的电荷(电子不足或过剩)放电(电子流)。电荷在两种条件下是稳定的:当它“陷入”导电性的但是电气绝缘的物体上,如,有塑料柄的金属的螺丝起子。当它居留在绝缘表面(如塑料),不能在上面流动时。可是,如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体(螺丝起子)靠近有相反电势的集成电路(IC)时,电荷“跨接”,引起静电放电(ESD)。ESD以极高的强度很迅速地发生,通常将产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路,在电子显微镜下外表象向外吹出的小?弹孔,引起即时的和不可逆转的损坏。更加严重的是,这种危害只有十分之一的情况坏到引起在最后测试的整个元件失效。其它90%的情况,ESD损坏只引起部分的降级 - 意味着损坏的元件可毫无察觉地通过最后测试,而只在发货到顾客之后出现过早的现场失效。其结果是最损声誉的,对一个制造商纠正任何制造缺陷最付代价的地方。可是,控制ESD的主要困难是,它是不可见的,但又能达到损坏电子元件的地步。产生可以听见“嘀哒”一声的放电需要累积大约2000伏的相当较大的电荷,而3000伏可以感觉小的电击,5000伏可以看见火花。例如,诸如互补金属氧化物半导体(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)或电气可编程只读内存(EPROM, electricall programmable read-only memory)这些常见元件,可分别被只有250伏和100伏的ESD电势差所破坏,而越来越多的敏感的现代元件,包括奔腾处理器,只要5伏就可毁掉。该问题被每天的引起损害的活动复合在一起。例如,从 乙烯基的工厂地板走过,在地板表面和鞋子之间产生摩擦。其结果是纯电荷的物体,累积达到3~2000伏的电荷,取决于局部空气的相当湿度。甚至工人在台上的自然移动所形成的摩擦都可产生400~6000伏。如果在拆开或包装泡沫盒或泡泡袋中的PCB期间,工人已经处理绝缘体,那么在工人身体表面累积的净电荷可达到大约26000伏。因此,作为主要的ESD危害来源,所有进入静电保护区域(EPA, electrostatic protected area)的工作人员必须接地,以防止任何电荷累积,并且所有表面应该接地,以维持所有东西都在相同的电势,防止ESD发生。用来防止ESD的主要产品是碗带(wristband),有卷毛灯芯绒和耗散性表面或垫料 - 两者都必须正确接地。另外的辅助物诸如耗散性鞋类或踵带和合适的衣服,都是设计用来防止人员在静电保护区域(EPA)移动时累积和保持净电荷。在装配期间和之后,PCB也应该防止来自内部和外表运输中的ESD。有许多电路板包装产品可用于这方面,包括屏蔽袋、装运箱和可移动推车。虽然以上设备的正确使用将防止90%的ESD有关的问题,但是为了达到最后10%,需要另一种保护:离子化。中和那些可产生静电电荷的装配设备和表面的最有效方法是使用离子发生器(ionizer) - 一种设备吹出离子化空气流在工作区域,来中和累积在绝缘材料上的任何电荷。一个常见的谬论是认为因为在工作站带上了碗带,该区域的绝缘体,如聚苯乙烯杯或纸板盒,所带的电荷将安全地消散。按定义,绝缘体不会导电,除了通过离子化不可能放电。如果一个带电荷的绝缘体保留在EPA,它将辐射一个静电场,引发净电荷到任何附近的物体上,因此增加对产品的ESD损坏的危险性。虽然许多制造商企图从其EPA禁止绝缘材料,但这个方法是很难实施的。绝缘材料是日常生活中太多的一部分 - 从操作员坐落舒适的泡沫垫,到塑料盖中的一些东西。由于离子发生器的使用,制造商可以接受一些绝缘材料在其EPA中出现的事实。因为离子发生系统连续地中和可能发生在绝缘体上面的任何电荷累积,所以对于任何的ESD计划,它们都是合理的投资。标准电子装配中的离子发生设备有两种基本的形式:桌面型(单个风扇)过顶型设备(在单个过顶的单元内,有一系列的风扇)也有室内离子发生器,但现在主要用于清洁房的环境。选择决定于需要保护区域的大小。桌面型离子发生器将覆盖单一等工作表面,而过顶式离子发生器将覆盖两或三个。另一个优点是离子发生器也可防止灰尘静电附着于产品,可能使外观降级。可是,如果没有对ESD设备有效性的正常测试和监测,那么没有一个保护计划是完善的。一流的ESD控制和离子化专家报告了使用失效的(因此是无用的)ESD设备而不知其失效的制造商的例子。为了防止这种情况,除了标准的ESD设备,ESD供应商还提供各种恒定监测器,如果一项表现超出规定即自动报警。监测器可用作一个独立单元或在网络中连接在一起。也有自动数据采集的网络软件,实时显示有关操作员和工作站的系统表现。监测器可通过消除许多日常任务来简化ESD计划,如保证碗带每天适当测量,离子发生器的平衡与正确维护,工作台接地点没有损坏。结论防止ESD的第一步是正确评价如果忽视,怎样小的细节可能造成不可修复的损坏。一个有效的计划要求不仅使用有效的ESD保护设备,而且严密的运作程序来保证所有工厂地面人员的行为是ESD安全的。虽然许多制造商使用自动碗带测试仪,但常常可以看到操作员因为碗带太松而或者通过测试或者失效。许多操作员企图通过用另一只手简单抓着测试仪靠近其手腕来通过测试。ESD保护电路的设计静电放电(ESD)会给电子产品带来致命的危害,它不仅降低了产品的可靠性,增加了维修成本,而且不符合欧洲共同体规定的工业标准EN61000-4-2,产品就不能够在欧洲销售。所以电子设备制造商通常会在电路设计的初期就考虑ESD保护。本文将讨论ESD保护电路的几种方法。ESD的危害ESD基本上可以分为三种类型:一是各种机器引起的ESD,二是家俱移动或设备移动引起的ESD,三是人体接触或设备移动引起的ESD。这三种种ESD对于半导体器件的生产和电子产品的生产都非常重要。电子产品在使用过程最容易受到第三种ESD的损坏,便携式电子产品尤其容易受到人体接触产生的ESD的损坏。在一般情况下ESD会损坏与之相连的接口器件,另一种情况是遭受ESD冲击后的器件可能不会立即损坏,而是性能下降导致产品过早出现故障。当集成电路(IC)经受ESD时,放电回路的电阻通常都很小,无法限制放电电流。例如将带静电的电缆插到电路接口上时,放电回路的电阻几乎为零,造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流,流入相应的IC管脚。瞬间大电流会严重损伤 IC,局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。ESD对IC的损伤还包括内部金属连接被烧断,钝化层受到破坏,晶体管单元被烧坏。ESD还会引起IC的死锁(LATCHUP)。这种效应和CMOS器件内部的类似可控硅的结构单元被激活有关。高电压可激活这些结构,形成大电流信道,一般是从VCC到地。串行接口器件的死锁电流可高达1A。死锁电流会一直保持,直到器件被断电。不过到那时,IC通常早已因过热而烧毁了。ESD冲击后可能存在两个不易被发现的问题,一般用户和IEC测试机构使用传统的“环路反馈方法”和“插入方法”进行测试,通常检测不出这两个问题。一个问题是RS-232接口电路中接收器对发送器产生交叉串扰。同类产品RS -232接口电路中的ESD保护结构可能对某种波形的ESD或某个ESD冲击电压失效,经过ESD冲击后在接收器输入端和发送器输出端之间形成通路,从而导致接收器对发送器产生交调(图1)。如果RS-232接口电路中有关断电路,那么关断期间经过ESD冲击后更容易产生交调。产生交调后将导致通信失败,而且即使关断工作状态下发送器仍有输出,导致关断失效,使对方RS-232处在接收状态。另一个问题是RS-232接口电路对电源产生反向驱动。某些RS-232接口电路中的ESD保护结构经过ESD冲击后可能在输入端与供电电源VCC之间形成电流通路(图2),对供电电源产生反向驱动。如果供电电源没有吸入电流的能力(通常来讲电源输出回路里有一个正向二极管),这将导致电源电压VCC上升,从而损坏RS-232接口电路和系统内的其它电路。因为RS-232接口电路输入端的电压在5V到25V之间,使VCC有可能高于9V,超出电源电压的最大范围而烧坏电路。ESD保护电路最有效的保护措施是介质隔离:用绝缘介质把内部电路和外界隔离开。1mm厚的普通塑料如PVC,聚酯或ABS能够保护8KV的ESD。但是实际的介质不可能没有间隙和接缝,所以材料的蠕变和间隙距离非常重要。LCD显示屏,触摸屏等都有很厚的边角(12mm)隔离内部电路。ESD保护的第二个方法是屏蔽,防止大的ESD电流冲击内部电路。ESD冲击金属屏蔽外壳时,最初几毫秒会比保护地电压高出许多,屏蔽外壳电压会随着ESD电荷的转移而下降,所以最初的几毫秒内会对内部电路产生二次ESD冲击,所以仅仅使用外部屏蔽还不够,内部电路与屏蔽外壳必须共地,或者把内部电路进行介质隔离。电气隔离也是抑制ESD冲击的一种有效方法,PCB板上安装光耦合器或者变压器,虽然不能完全消除ESD的冲击,但是结合介质隔离和屏蔽可以很好的抑制EDS冲击,光耦合器和变压器尤其适合电源部分。信号通路最好的隔离是光纤,无线和红外线方式。1次

    时间:2018-11-01 关键词: 电路 电源技术解析 静电 esd

  • USB3.0静电保护应用

    USB3.0 标准于2008年报1月制定,数据传输速率每秒达5Gbps,比USB2.0快了10倍,一张容量25G的高画质DVD,可在70秒内传输完毕,但若使用USB2.0规格,则需13分钟,USB3.0应用领域将从传统个人电脑,扩大至家电产品上。 由于USB3.0的速率非常快,端口的ESD保护越来越重要,这就要求保护器件不能影响这个信号质量,为此Semtech 作为TVS制造的领先者,推出了RClamp0524J,RClamp0544T, RClamp0542T 和RClamp0506T,它们都具有0.3pF的低电容,在USB3.0的应用中,不影响信号完整性。 下面介绍Semtech RClamp0524J在USB3.0应用的测试结果。 RClamp0524J在线与线之间具有典型的0.3pF, 正如我们所知USB3.0在应用中,如果在差分线上增加TVS,需要非常低的电容,而RClamp0524J具备这一特点,我们来看看USB3.0眼图和接受性能的测试结果: 1.USB3.0 眼图测试?下列测试结果是有TVS和没有TVS的比较 (1) 在USB3.0差分线上没有TVS的结构: (2) 在USB3.0差分线上有TVS的结构: 我们能看到这两个眼图没有明显的差异,说明在USB3.0差分线上增加TVS不影响USB3.0信号质量。 2.USB3.0 抖动测试 ·下列测试结果是有TVS和没有TVS的比较: (1) 在USB3.0差分线上没有TVS的结构: (1)在USB3.0差分线上有TVS的结构 基本上,对有TVS 和没有TVS,这个抖动测试基本没有差异 所以,从以上测试结果来看Semtech RClamp0524J并不影响USB3.0性能,而且能很好的作ESD防护。 3.Semtech RClamp0542T/RClamp0506T 在USB3.0应用的连线图 : 我们能看到这个走线是直通式的,方便走线设计,这样一来走线不影响USB3.0信号质量。

    时间:2018-10-17 关键词: 静电

  • NS 抖动少静电释放保护高的LVDS缓冲器

    国家半导体公司 (National Semiconductor) 宣布推出一款封装小巧、可减少信号抖动的缓冲器,为该公司的一系列先进的低电压差分信号传输 (LVDS) 产品添加更多选择。 美国国家半导体的 DS90LV804 是一款 4 通道的 LVDS 缓冲器,可在 0 至 800Mbps 之间的速率传输数据。由于传输速度范围广阔,因此适用于主流的多插卡设计或其他多机箱的设计。这款缓冲器芯片可提供高达 15kV 的静电释放保护,让 FPGA、特殊应用集成电路 (ASIC) 及电路板上的其他元件获得最可靠的绝缘保护,因此只要采用这款缓冲器驱动 LVDS 信号,便可确保经由电缆及底板传送的信号完整无缺。这款芯片的应用范围非常广泛,最适用于如电信系统、数据通信系统、工业器材、医疗设备、汽车电子系统及办公室影印设备等电子产品。 DS90LV804 缓冲器可以通过普通的底板或配置简单的电缆驱动多达 4 条 LVDS 时钟及/或数据通道。这款芯片的差分输入范围较为广阔,与 LVDS、LVPECL 或电流模式逻辑 (CML) 的输入电平完全吻合。此外,输出电平也全面符合 LVDS 的技术要求。 DS90LV804 缓冲器的特点是可以确保信号完整,因此是驱动时钟及数据信号的理想驱动器。这款缓冲器采用 4 通道的配置,确保内置的输出驱动器可以配合低至只有 50psec (典型值) 的通道至通道歪斜。这款芯片更为信号路径的输端 (发送器) 及输入端 (接收器) 提供终端装置,以将信号抖动降低至只有 30psec (典型值)。 高速信号若经由电缆或个人电脑电路板传送,信号能否保持高度完整主要取决于数据传输率、电缆类别和长度、终端电路设计及环境噪音等不同因素。为了提高信号的完整性,美国国家半导体特别为 DS90LV804 缓冲器添加输入及输出或信源、终端电阻,使电路板无需另外加设这类元件,并保证数据传送时只产生最少的回送损耗。这个优点对长距离的信号驱动显得尤其重要。 DS90LV804 缓冲器芯片采用小巧的 32 引脚 LLP® 封装,大小只有 5mm x 5mm x 0.80mm,因此最适用于板面空间极为有限的系统。此外,这款芯片也另有不含铅封装可供选择。 对于重视节能的系统来说,这款缓冲器芯片可以在四条通道都停止活动 (例如作为冗余系统备用) 时改用关机模式,以便尽量降低功耗。此外,这款芯片也设有输出允许引脚,使用户可以将 LVDS 输出及内部偏压发生器置于 TRI-STATE® 低功率模式之中。 美国国家半导体是低电压差分信号传输 (LVDS) 这种创新技术的开发商,在该市场上一直居领导地位。该公司提供多种不同的线路互连解决方案,确保用户可以充分利用世界级的模拟技术传送高速数字信号。系统设计工程师可以利用这些解决方案为通信及工业系统等市场开发各种高性能应用产品。这些线路互连芯片产品不但可靠度高、具低功率操作及低噪音的优点,而且可大幅节省电缆及连接器方面的成本。根据市场调查公司 Databean 的 2005 年模拟集成电路市场占有率调查显示,美国国家半导体是全球最大的高速低电压差分信号传输接口产品供应商。 DS90LV804 芯片以 1,000 颗为采购单位,单颗价为 2.95 美元,已有大量现货供应。 来源:0次

    时间:2018-10-11 关键词: ns 静电 缓冲器

  • 基于DSP静电除尘用高频高压电源应用设计

    基于DSP静电除尘用高频高压电源应用设计

    导读:本文所研究的静电除尘用高频高压电源克服了输出电流普遍偏低,导致电场内的粉尘荷电能力仍然偏低,除尘效率低下等缺点,输出电压可达80 kV,输出电流达到了1 200mA,能满足我国在2011年7月颁布的GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤电厂烟尘排放浓度限制降低到30 mg/m3的严格要求。本方案设计详细介绍了静电除尘用高频高压电源的主电路、控制电路以及各采样电路的设计过程;给出了设计过程中的电路原理图、实验波形和数据,并对其进行了必要分析。1 高频高压电源主电路设计图1为静电除尘用高频高压电源的主电路结构框图。主电路主要由交流电抗器、三相整流桥、滤波电容、IGBT全桥逆变电路、高频升压变压器、高压整流硅堆组成。其中交流电抗器可以有效抑制开机(合闸)瞬间所产生的浪涌电流和di/dt,同时用来平滑电源电压中包含的尖峰脉冲和平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷;整流桥采用三相不可控整流模块;滤波电容C1用来降低交流脉动波纹系数,使输出的直流更加平滑,同时吸收电子电路工作过程中产生的电流波动和经由交流电源传入的干扰;本系统要求逆变器输出频率为20 kHz,容量为100 kVA,所以逆变器的功率开关管采用IGBT(绝缘栅双极晶体管),它集成了MOSFET的快速性和GTR的大容量的优点,满足本系统的要求;高频升压变压器为镇江天力变压器有限公司生产的DHR13系列,其额定输出电压达80 kV,额定输出电流达1 200 mA,经过高压硅堆为负载提供直流电。2 高频高压电源控制电路设计控制系统采用DSP(TMS320F2812)统一管理,主要包括各保护电路和采样电路控制,逆变控制系统及驱动,其中逆变控制系统嵌入到DSP的中心控制系统。除尘器的输出电压、输出电流和变压器一次侧电流的检测信号经过隔离采样后作为DSP的控制系统的输入信号,用以检测和控制电源系统;三相进线电流、直流母线电压、逆变器输出电流、变压器油温和IGBT温度检测信号作为保护信号;此外,DSP中心控制系统完成IGBT驱动信号的生成,系统的通信等功能。图2给出了DSP的控制系统结构框图。3 采样电路设计在采样电路中,为了避免各种干扰信号随着被测量信号进入DSP控制系统,造成控制系统的不稳定以及采样精度的降低,同时也为了DSP控制系统和主电路系统之间实现很好的隔离,本系统采用美国HP公司推出的高精度线性光耦HCNR201,来进行光电隔离,它具有成本低,线性度高,稳定性好等优点。其典型电路如图3所示。光耦输出电压和输入电压之间关系计算公式为:IPD1=VIN/R1K=IPD2/IPD1VOUT=IPD2*R2VOUT/VIN=K*(R2/R1) (1)式中K的为光耦合器变换增益,其典型值为1,这里取R1=R2,可得到VOUT=VIN3.1 电流采样电路设计三相进线电流采样电路和逆变电流采样电路基本一致,这里以三相进线电流采样电路为例进行介绍,其电路原理图如图4所示。电流霍尔传感器采用茶花公司生产的CSM300LTA,其转换率为1:2000,本系统额定工作时,三相进线端线电流约为177 A,电流霍尔传感器输出约为88.5 mA的电流,取电阻R12=30 Ω,使其采集到的电流经过电阻R12,转换为约为2.7 V的电压信号,经过绝对值电路,转换为直流电压信号,用线性光耦HCNR201进行隔离,送到DSP中进行处理。本电路线性光耦两端电压相等,即采样输出电压值Iph_out约为2.7 V,且随霍尔传感器采集值的变化而线性变化。用三相调压器调节三相输入电压,使相电压从零慢慢上升至额定值220 V,同时用示波器测量Iph_in和Iph_out两点的正向电压峰值,其测量数据如表1所示,用Matlab对数据进行数据拟合处理,得到电流采集信号输入和输出之间的关系曲线如图5所示。当其三相输入电压为额定值时,Iph_in和Iph_out两点的波形如图6所示,曲线2为霍尔传感器输出的交流电压信号,曲线1为采样电路最后输出的直流电压信号。由Iph_in和Iph_out之间的关系曲线和其波形可知电路的正确性和准确性。3.2 温度采样电路设计由于电除尘器的高频高压电源安装在电除尘设备的塔顶上,其周围环境温度往往很高,特别是在炎热的夏天,环境温度达到40多度,电源本身也产生很大的热量,而变压器油和IGBT对温升要求又很高,绝对不能超过其允许温升范围,否则会产生很大的事故。因此必须对变压器油和IGBT温升进行精确的在线检测。为了提高温度的采样精度,本系统采用PT100采集温度,通过电阻桥使温度信号转换成电压信号,工作原理如图7所示。由式(3)可得如果取R4为100 Ω,则当环境温度为0摄氏度时(此时PT100阻值为100 Ω),V+-V-=0,随着所测温度升高,PT100阻值变大,而V+-V-也变大,通过检测V+-V-的大小,即可知道PT100所检测的温度。为了消除电阻本身误差,实际应用电路如图8所示由于采集到的V+-V-值很小,很难直接进行测量,必须进行足够的放大,为了抑制共模干扰,本电路选择AD620仪用放大器进行设计,设计放大倍数为30倍左右。温度采样电路如图9所示。temp_out输出的电压和PT100测得的温度成线性关系,通过测量temp_out的电压大小即可知PT100测得的温度。把temp_out输出的电压值送到DSP中,通过DSP和上位机进行通讯,在上位机中就可以直接读取PT100所测得的温度。各温度对应PT100的电阻值和temp_out输出电压值如表2所示。用Matlab对数据进行数据拟合处理,得到电压-温度的关系曲线如图10所示,由图可知输出电压和采集到的温度成线性关系。4 结论实验表明,文中设计的静电除尘用高频高压电源运行稳定可靠,能够满足静电除尘的要求,具有较好的实用价值。

    时间:2018-10-11 关键词: DSP 电源技术解析 静电 高压电源

  • 使用静电测试仪时需要注意的事项

    静电测试仪专门用于静电的处理,需要远离水,油,溶剂和其他具有传导性的污染物。对暴露在如此的污染物中将会引起产品的电气绝缘故障。特别小心确定环境没有露珠形成。静电测试仪应该在一个湿度小于60%的环境下保存和使用。不要插入任何的物体于用于固定感应器的口子里面,不要有任何异物进入感应器的开口。静电测试仪不能在有腐蚀性的酸/碱烟或腐蚀性的气体如氯之类的环境中使用操作。正常的操作条件在它的铭牌上有列出。当不使用的时候,请关闭仪器。为了仪器精确的测量请将他正确的接地。如果跌落,此仪器很容易损坏。如果发生此类事情,它应该交由授权的技术人员做仔细的检查和必要的修理。此仪器为电子设备,其包含的传感器可能对机械的震动和冲击非常敏感。当然它也包含有一个微型处理芯片和电子电路,所以它不能在有许多电子噪音的环境中使用。

    时间:2018-10-09 关键词: 静电 传导性 静电测试仪

  • 平衡流量计教你如何防实验室仪器静电

    平衡流量计实验室仪器中控制静电不仅是为了安全,附带目的还可能改进产品质量,例如在研磨运行中,静电电荷可影响成品达到优良质量,或者在有的纺织厂运行中,静电电荷可造成纤维竖直而不平卧,结果产生次品。众所周知,用溜槽或管道运输物料要积蓄静电荷,造成材料粘附在溜槽或管道的内壁上,这样会造成堵塞。1、最小发火能量静电的放电引起的火灾或爆炸灾害,是可燃性混合气中发生的放电能变换为热能,使可燃气体温度上升,超过发火温度的结果。使温度上升到该发火温度的最小能量称为最小发火能量,以该值作为发生爆炸、火灾的一个目标值。2、防止静电灾害的对策静电灾害是由于具备了电荷的产生、电荷的积蓄、放电现象、可燃性物质存在这四个条件而发生的。因此,如果消除这些条件的一个就可以防止灾害的发生。重要的是应该准确地判断制止这四个段中的哪一个,并采取适当的对策。作为防止静电灾害的基本措施,拟从防止、抑制带静电的观点出发介绍其具体方法(1)抑制静电的产生:由于静电的发生源是物体之间的摩擦或分离作用等,因此平衡流量计要尽可能抑制这些作用。例如,在液体管路输送、粉尘物空气输送或者塑料的挤压等作业中,最好的方法是降低速度。实际上这样会影响作业效率。石油类的安全流速在1m/s以下。静电由于物质的不同而带电量或极性不同。因此可行的措施是避免使用容易带电的绝缘物,而使用通过组合难易产生静电的材料。(2)促使发生电荷的泄露:在灾害对策中,最简单的方法是进行接地。该方法是通过金属导体使发生电荷迅速消失到大地中。但是,采用这种方法,如果带电体是导体可以简单地消除,而塑料或化纤类、石油类等绝缘物,由于带电部分的电荷难以移动,效果不大另外,还有在物体内附加导电性物质而使电荷泄漏的方法。其中包括在轮胎或操作人员的靴子以及化工厂的地板材料中加入金属粉末或碳黑,在化纤类或塑料类中使用亲水性油剂,以防止带电。如果提高空气中的相对湿度,则会在物体表面形成吸水层而增强导电性,在80%以上的湿度下几乎不会带电。为此在有带电可能的场所,可以提高调节湿度装置或撒水等方法提高湿度。但问题是人可能感觉不适,或对设备和产品有不良影响。(3)消除带电的电荷:在即使抑制电荷发生、促使电荷泄漏,仍然带静电的情况下,应该积极地消除带有的静电。对此可使用除静电器,目前有各种除静电器在开发和销售。目前开发的除静电装置是利用离子进行除电。按离子的生成方式分类有自放电式除电器、电压附加式除电器、放射性同位素式除电器三种3、静电保护接在处理熔剂、粉状物质或其他易燃产品的地方,常存在有危险电位,因为静电积累在设备上、处理的物料上、甚至在操作人员身上。静电电荷对地或其他设备放电,平衡流量计遇着易燃或爆炸物质的时候,必然引起火灾与爆炸,造成每年有许多人伤亡和带来大量财产损失。

    时间:2018-09-10 关键词: 静电 实验室仪器 平衡流量计

  • 静电的产生及测试

    一、静电的产生 物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子儿而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。(如图所示) 造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)。在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。当静电积累到一定程度时就会发生放电。二、静电测量的主要项目1.电荷量 静电的实质是存在剩余电荷,电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量。电位、电场、电流等有关的量都是由于电荷的存在或电荷的移动而产生的物理量。表示静电电荷量的多少用电量Q表示,其单位是库仑C,由于库仑的单位太大通常用微库或纳库。 1库仑=1000000微库 1微库=1000纳库(nC)2.静电电压 测量静电电压通常分为接触式和非接触式,对于测量有源带电体如静电发生器(高压电源)等的静电电压常用接触式。但由于接触式仪器在与被测物体接触时会使带电物体的静电放电,而使而电荷量减少或使带电物体的电容增加,这两个因素都将使物体的静电电位降低,测出的结果与物体真实带电情况相差较大,所以在测量许多物体的静电电压时更常用的方法是用非接触式静电电压表,这种仪表在测量时不与初测物体任何接触,因而对被测量物体的静电影响很小。3.电阻和电阻率 检测材料的电阻和电阻率是判定其防静电性能的重要方法,在很多国际国内标准中都有测量电阻或电阻率的要求。三、人体身上的静电有多高? 在干燥的季节若穿上化纤衣服和绝缘鞋在绝缘的地面行走等活动,人体身上的静电可达几千伏甚至几万伏。

    时间:2018-09-05 关键词: 测试 产生 静电

  • SMT.电子生产中的静电防护技术!

    SMT.电子生产中的静电防护技术!在电子产品制造中,静电放电往往会损伤器件,甚至使器件失效,造成严重损失,因此SMT生产中的静电防护非常重要。本刊分别邀请北京、上海的两位专家撰文介绍与分析电子产品制造中的静电产生源及静电防护原理,较详细地介绍了SMT生产中的一些静电防护技术基础与相应措施。供大家参考。1.静电和静电的危害静电是一种电能,它存留于物体表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果,是通过电子或离子的转换而形成的。静电现象是电荷在产生和消失过程中产生的电现象的总称。如摩擦起电、人体起电等现象。随着科技发展,静电现象已在静电喷涂、静电纺织、静电分选、静电成像等领域得到广泛的有效应用。但在另一方面,静电的产生在许多领域会带来重大危害和损失。例如在第一个阿波罗载人宇宙飞船中,由于静电放电导致爆炸,使三名宇航员丧生;在火药制造过程中由于静电放电(ESD),造成爆炸伤亡的事故时有发生。在电子工业中,随着集成度越来越高,集成电路的内绝缘层越来越薄,互连导线宽度与间距越来越小,例如CMOS器件绝缘层的典型厚度约为0.1μm,其相应耐击穿电压在80-100V;VMOS器件的绝缘层更薄,击穿电压在30V。而在电子产品制造中以及运输、存储等过程中所产生的静电电压远远超过MOS器件的击穿电压,往往会使器件产生硬击穿或软击穿(器件局部损伤)现象,使其失效或严重影响产品的可靠性。为了控制和消除ESD,美国、西欧和日本等发达国家均制定了国家、军用和企业标准或规定。从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、检验、仓储、装配、调试、半成品与成品的包装、运输等均有相应规定,对静电防护器材的制造使用和管理也有较严格的规章制度要求。我国也参照国际标准制定了军用和企业标准。例如有航天部、机电部、石油部等标准。2.静电敏感器件(SSD)对静电反应敏感的器件称为静电敏感元器件(SSD)。静电敏感器件主要是指超大规模集成电路,特别是金属化膜半导体(MOS电路)。表1为静电敏感器件的分级表。可根据SSD分级表,针对不同的SSD器件,采取不同的静电防护措施。3.电子产品制造中的静电源(1)人体的活动,人与衣服、鞋、袜等物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是电子产品制造中主要静电源之一。人体静电是导致器件产生硬(软)击穿的主要原因。人体活动产生的静电电压约0.5-2KV。另外空气湿度对静电电压影响很大,若在干燥环境中还要上升1个数量级。表2为相对湿度对与人体活动带电的关系。人体带电后触摸到地线,会产生放电现象,人体就会产生不同程度的电击感反应,其反应的程度称为电击感度。表3为不同静电压放电过程中人体的电击感度。(2)化纤或棉制工作服与工作台面、坐椅摩擦时,可在服装表面产生6000V以上的静电电压,并使人体带电,此时与器件接触时,会导致放电,容易损坏器件。(3)橡胶或塑料鞋底的绝缘电阻高达1013Ω,当与地面摩擦时产生静电,并使人体带电。(4)树脂、漆膜、塑料膜封装的器件放人包装中运输时,器件表面与包装材料摩擦能产生几百伏的静电电压,对敏感器件放电。(5)用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚内乙烯)、PVR(聚胺脂)、PVC和聚脂、树脂等高分子材料制作的各种包装、料盒、周转箱、PCB架等都可能因摩擦、冲击产生1-3.5KV静电电压,对敏感藉件放电。(6)普通工作台面,受到摩擦产生静电。(7)混凝土、打腊抛光地板、橡胶板等绝缘地面的绝缘电阻高,人体上的静电荷不易泄漏。(8)电子生产设备和工具方面:例如电烙铁、波峰焊机、再流焊炉、贴装机、调试和检测等设备内的高压变压器、交/盲流电路都会在设备卜感应出静电。如果设备静电泄放措施不好,都会引起敏感器件在制造过程中失效。烘箱内热空气循环流动与箱体摩擦、CO2低温箱冷却箱内的CO2蒸汽均会可产生大量的静电荷。4.静电防护原理电子产品制造中,不产生静电是不可能的。产生静电不是危害所在,其危害所在于静电积聚以及由此产生的静电放电。静电防护的核心是“静心消除”。静电防护原理:(1)对可能产生静电的地方要防止静电积聚。采取措施在安全范围内。(2)对已经存在的静电积聚迅速消除掉,即时释放。5.静电防护方法(1)使用防静电材料:金属是导体,因导体的漏放电流大,会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电,因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻l×105Ω·cm以下的所谓静电导体,以及表面电阻1×105-1×108Ω·cm的静电亚导体作为防静电材料。例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电碳黑来实现的,将表面电阻控制在1×106Ω·cm以下。(2)泄漏与接地:对可能产生或已经产生静电的部位进行接地,提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻<10Ω。(参见GBJl79或SJ/T10694—1996)静电防护材料接地方法:将静电防护材料(如于作台面垫、地垫、防静电腕带等)通过1MΩ的电阻接到通向独立大地线的导体上(参见SJ/T10630-1995)。串接1MΩ电阻是为了确保对地泄放<5mA的电流,称为软接地。设备外壳和静电屏蔽罩通常是直接接地,称为硬接地。IPC-A-610C标准中推荐的防静电工作台接地方法如图1。(3)导体带静电的消除:导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体卜的电压与释放时间可用下式表示:UT=U0L1/RC式中 UT-T时刻的电压(V) U0一起始电压(V) R-等效电阻(Ω) C-导体等效电容(pf)一般要求在1秒内将静电泄漏。即1秒内将电压降至1OOV以下的安全区。这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V,C=200pf,想在1秒内使UT达到100V,则要求R=1.28×109Ω。因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻,将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作安全设计的。如果操作人员在静电防护系统中,不小心触及到220V工业电压,也不会带来危险。(4)非导体带静电的消除:对于绝缘体上的静电,由于电荷不能在绝缘体上流动,因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施:(a)使用离子风机—离子风机产生正、负离子,可以中和静电源的静电。可设置在空间和贴装机贴片头附近。(b)使用静电消除剂—静电消除剂属于表面活性剂。可用静电消除剂檫洗仪器和物体表面,能迅速消除物体表面的静电。(c)控制环境湿度—增加湿度可提高非导体材料的表面电导率,使物体表面不易积聚静电。例如北方干燥环境可采取加湿通风的措施。(d)采用静电屏蔽—对易产生静电的设备可采用屏蔽罩(笼),并将屏蔽罩(笼)有效接地。(5)工艺控制法:为了在电子产品制造中尽量少的产生静电,控制静电荷积聚,对已经存在的静电积聚迅速消除掉,即时释放,应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。6.静电防护器材(1)人体防静电系统包括防静电腕带、工作服、帽、手套、鞋、袜等(2)防静电地面包括防静电水磨石地面、防静电橡胶地面、PVC防静电塑料地板、防静电地毯、防静电活动地板等。(3)防静电操作系列:包括防静电:I:作台垫、防静电包装袋、防静电物流小车、防静电烙铁及工具等。7.静电测量仪器.(1)静电场测试仪:用于测量台面、地面等表面电阻值。平面结构场合和非平面场合要选择不同规格的测量仪。(2)腕带测试仪:测量腕带是否有效。(3)人体静电测试仪:用于测量人体携带的静电量,人体双脚之间的阻抗,测量人体之间的静电差,腕带、接地插头、工作服等是否阻护有效。还可以作为入门放电,把人体静电隔在车间之外。(4)兆欧表:用于测量所有导电型、抗静电型及静电泄放型表面的阻抗或电阻。8.电子产品制造中防静电技术指标要求(1)防静电地极接地电阻<10Ω。(2)地面或地垫:表面电阻值105-1010Ω;摩擦电压<100V。(3)墙壁:电阻值5×104-109Ω。(4)工作台面或垫:表面电阻值106-109Ω;摩擦电压<100V;对地系统电阻106-108Ω。(5)工作椅面对脚轮电阻106-108Ω。(6)工作服、帽、手套摩擦电压<300V;鞋底摩擦电压<100V。(7)腕带连接电缆电阻1MΩ;佩带腕带时系统电阻1-1OMΩ。脚跟带(鞋束)系统电阻0.5×105-108Ω。(8)物流车台面对车轮系统电阻106-109Ω。(9)料盒、周转箱、PCB架等物流传递器具一表面电阻值103-108Ω;摩擦电压<100V。(10)包装代、盒一摩擦电压<100V。(11)人体综合电阻106-108Ω。9 电子产品制造中防静电措施及静电作业区(点)的一般要求SMT生产设备必须接地良好,贴装机应采用三相无线制接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台面垫、坐椅等均应符合防静电要求。车间内保持恒温、恒湿的环境。应配备防静电料盒、周转箱、PCB架、物流小车、防静电包装带、防静电腕带、防静电烙铁及工具等设施。(1)根据防静电要求设置防静电区域,并有明显的防静电警示标志。按作业区所使用器件的静电敏感程度分成1、2、3级,根据不同级别制订不同的防护措施。1级静电敏感程度范围:0-1999V2级静电敏感程度范围:2000-3999V3级静电敏感程度范围:4000-15999V16000V以上是非静电敏感程产品。(2)静电安全区(点)的室温为23±3℃,相对湿度为45-70%RH。禁止在低于30%的环境内操作SSD(静电敏感元器件)。(3)定期测量地面、桌面、周转箱等表面电阻值。(4)静电安全区(点)的工作台上禁止放置非生产物品,如餐具、茶具、提包、毛织物、报纸、橡胶手套等。(5)工作人员进入防静电区域,需放电。操作人员进行操作时,必须穿工作服和防静电鞋、袜。每次上岗操作前必须作静电防护安全性检查,合格后才能生产。(6)操作时要戴防静电腕带,每天测量腕带是否有效。(7)测试SSD时应从包装盒、管、盘中取一块,测一块,放一块,不要堆在桌子上。经测试不合格器件应退库。(8)加电测试时必须遵循加电和去电顺序:低电压→高电压→信号电压的顺序进行。去电顺序与此相反。同时注意电源极性不可颠倒,电源电压不得超过额定值。(9)检验人员应熟悉SSD的型号、品种、测试知识,了解静电保护的基本知识。10.静电敏感元器件(SSD)运输、存储、使用要求(1)SSD运输过程中不得掉落在地,不得任意脱离包装。(2)存放SSD的库房相对湿度:30-40%RH。(3)SSD存放过程中保持原包装,若须更换包装时,要使用具有防静电性能的容器。(4)库房里,在放置SSD器件的位置上应贴有防静电专用标签。(5)发放SSD器件时应用目测的方法,在SSD器件的原包装内清点数量。(6)对EPROM进行写、擦及信息保护操作时,应将写入器/擦除器充分接地,要带防静电手镯。(7)装配、焊接、修板、调试等操作人员都必须严格按照静电防护要求进行操作。(8)测试、检验合格的印制电路板在封装前应用离子喷枪喷射一次,以消除可能积聚的静电荷。11.防静电工作区的管理与维护(1)制订防静电管理制度,并有专人负责。(2)备用防静电工作服、鞋、手镯等个人用品以备外来人员使用。(3)定期维护、检查防静电设施的有效性。(4)腕带每周(或天)检查一次。(5)桌垫、地垫的接地性、静电消除器的性能每月检查一次。(6)防静电元器件架、印制板架、周转箱;运输车、桌垫、地垫的防静电性能每六个月检查次。欲知详情,请登录维库电子市场网(www.dzsc.com)来源:1次

    时间:2018-08-24 关键词: 电子 静电 防护

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