【導(dǎo)讀】智能手機(jī)設(shè)計(jì)在經(jīng)歷電磁兼容測(cè)試時(shí)候總是會(huì)出現(xiàn)或多或少的ESD靜電放電抗擾問(wèn)題，這些ESD問(wèn)題都分布在哪里呢？主要是些什么樣的ESD靜電放電問(wèn)題？有什么大的問(wèn)題和后果？
ESD靜電放電抗擾度測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先是手機(jī)通話(huà)中斷；其次是ESD靜電放電導(dǎo)致手機(jī)部分功能失效，但靜電放電過(guò)程結(jié)束后或者重新啟動(dòng)手機(jī)之后失效的功能可以恢復(fù)。這些現(xiàn)象可能為：屏幕顯示異常，如屏幕顯示呈白色、出現(xiàn)條紋、顯示出現(xiàn)亂碼、顯示模糊等等；通話(huà)效果出現(xiàn)問(wèn)題，如嘯叫聲或者聲音消失；按鍵功能或者觸摸屏功能喪失；軟件出現(xiàn)誤告警，如在并沒(méi)有出現(xiàn)插拔充電器的情況下頻繁提示“充電已連接、充電器已移除”。然后是手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)或者重新啟動(dòng)現(xiàn)象。這個(gè)問(wèn)題既可能發(fā)生在通話(huà)過(guò)程中，也可能發(fā)生在待機(jī)過(guò)程中。最后原因是靜電放電導(dǎo)致手機(jī)失效或損壞。由于部分器件損壞，手機(jī)的一些功能在重新啟動(dòng)后仍無(wú)法恢復(fù)，如攝像頭功能；自動(dòng)關(guān)機(jī)后無(wú)法再次開(kāi)機(jī)的情況；與充電器相連接的情況下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，充電器也可能出現(xiàn)失效、損壞甚至爆炸等問(wèn)題。
ESD靜電放電問(wèn)題的具體分析
(1)通話(huà)中斷：造成通話(huà)中斷的主要原因是靜電放電對(duì)手機(jī)內(nèi)部的射頻電路和/或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號(hào)同步出現(xiàn)問(wèn)題，從而造成通話(huà)中斷。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也可能導(dǎo)致通話(huà)中斷。靜電放電試驗(yàn)中需要使用較大面積的金屬材質(zhì)的水平耦合板，手機(jī)與水平耦合板之間僅放置一個(gè)厚度為0.5 mm的絕緣墊。當(dāng)天線(xiàn)或者大面積的金屬部件距離這個(gè)水平耦合板距離過(guò)近時(shí)，可能產(chǎn)生相互耦合，導(dǎo)致移動(dòng)電話(huà)機(jī)實(shí)際能達(dá)到的靈敏度大大下降，進(jìn)行靜電試驗(yàn)時(shí)通話(huà)更容易中斷，嚴(yán)重時(shí)即使不施加靜電干擾移動(dòng)電話(huà)機(jī)都無(wú)法保持通話(huà)。
(2)自動(dòng)關(guān)機(jī)或重啟：基帶電路的復(fù)位電路受到靜電的干擾導(dǎo)致手機(jī)誤關(guān)機(jī)或重啟。
(3)手機(jī)失效或損壞：靜電放電過(guò)程中高電壓和高電流導(dǎo)致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過(guò)程中的強(qiáng)電磁場(chǎng)影響導(dǎo)致器件暫時(shí)失效。
(4)軟件故障：靜電干擾信號(hào)被當(dāng)作有用信號(hào)被處理，導(dǎo)致操作系統(tǒng)誤響應(yīng)。
ESD靜電放電問(wèn)題的改進(jìn)建議
(1)在設(shè)計(jì)方案上考慮靜電放電問(wèn)題
盡量選擇靜電敏感度等級(jí)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(yīng)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(zhǎng)的信號(hào)線(xiàn)或電源線(xiàn)必須與地線(xiàn)交錯(cuò)布置；信號(hào)線(xiàn)越靠近地線(xiàn)越好；所有的組件越近越好；同一特性器件越近越好；接地平面設(shè)計(jì)：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)需要低阻抗且要有良好的隔離；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(hù)靜電敏感的元器件。
(2)出現(xiàn)靜電問(wèn)題后的整改建議針對(duì)上述靜電放電問(wèn)題，需要采取以下步驟進(jìn)行整改。
a)嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認(rèn)耦合路徑；
b)從不同方向放電，觀察現(xiàn)象有何不同，確定所有的放電點(diǎn)和放電路徑；
c)從低到高，在不同電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，確定手機(jī)在哪個(gè)電壓范圍內(nèi)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象；
d)多試驗(yàn)幾臺(tái)樣機(jī)，分析共性，確認(rèn)失效原因；
e)根據(jù)耦合路徑、不合格現(xiàn)象、放電路徑，判斷相關(guān)的敏感器件；
f)針對(duì)敏感器件制訂解決方案；
g)最后我們可以通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證和修正來(lái)解決相應(yīng)問(wèn)題。整改中具體可采用以下措施：對(duì)于機(jī)殼縫隙、按鍵、FPCB的問(wèn)題可用介質(zhì)隔離的方式來(lái)處理；對(duì)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(qiáng)接地等方式來(lái)處理；具有屏蔽殼的芯片可以通過(guò)加強(qiáng)屏蔽效果、屏蔽殼加強(qiáng)接地的方式來(lái)處理；對(duì)于接口電路、關(guān)鍵芯片的引腳，要通過(guò)使用保護(hù)器件(如TVS管，ESD防護(hù)器件)來(lái)加以保護(hù)；對(duì)于軟件的故障，可以通過(guò)增加一些邏輯判斷來(lái)正確檢測(cè)和處理告警信息的方式來(lái)改善。
