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一个设计问题引发的ESD深思

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在**中总结了9种在电子产品设计时使用的防静电技术。诚然,利用上文中的技术总结可以很好的完成一个设计,但是,最近我在产品开发过程中碰到了让人发狂的问题。
首先看下电子产品设计原理:

原理其实很简单,在一块PCB上有一个功能模块,需要上拉至VCC连接至第二块PCB上,但是两个模块之间需要焊接一导线。在PCB LAYOUT设计中,为了防止焊接或者其他因素引起的静电破坏设计,将上拉和ESD管都放在第二块PCB(MCU在第二块PCB),将上拉电阻放在远离PCB2 MCU位置,将ESD管放在稍微靠近MCU的位置。
  这样的设计,从原理上看已经考虑到了各种问题,但是该产品在产线组装过程中,偶尔发生与该导线连接的MCU管脚不能识别信号的情况。通过将对MCU分析得到该MCU管脚由于承受过高的电压冲击而产生损坏。
  当我们发现这种情况后,于是对设计进行了稍微的调整,就是将ESD管放在距离MCU管脚最近的位置,同时更换了ESD管为低耐压的。然后在产线验证,该方法切实有效。
  经过这样的事情,我深深的明白了电子产品设计过程中细心和经验的重要性,特别是ESD保护电路,并不是放置一个ESD管,保护下关键走线就能解决的问题。
  下面我将我的经验和教训分享给广大网友。
  首先、产品设计中出现了问题一定要进行解决,否则会给你设置个大绊脚石。
  在产品前期设计过程中,曾经出现过一个这样的现象,由于数量不多就没有在意,以为是由于工人的操作原因引起的,但是到了产品少产或者大批量生产过程中,就将这个设计缺陷放大几十倍几百倍的暴露了出来。
  其实、为了设计便利,ESD管选择双向导通。

  我们做消费类电子产品中,经常使用到的元件为防ESD管:MCU关键管脚,关键信号,usb各个管脚,音频线等等都要使用。在之前的一个穿戴产品中使用到的ESD管多大22个。在产品贴片过程中,需要对元件的极性进行确认。这样,如果采用单向ESD管,假如由于没有发现这种问题,在产品完成后会由于二极管的单向道通性,使得经过ESD保护的信号线维持在0.7v左右,而影响产品功能。而如果采用的是双向ESD管,那么久不会出现这么累人的场面,并且,现在双向导通的ESD管成为市场的主流,价格也是白菜价。下面看下单向导通和双向导通ESD管的区别


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