避坑,嵌入式研发电子产品一定要做静电放电测试~

面包板社区 2025-08-25 11:50

资讯配图首先,静电放电(ESD)具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触时,引发的电荷转移现象。静电放电测试是电子产品可靠性测试的一种,衡量产品 / 系统对静电放电干扰的抵抗能力。

 静电放电轻则导致你的嵌入式电子产品放电产生的电场 / 磁场变化,导致设备误动作;最坏的情况就是通过能量交换破坏半导体器件导致直接损坏产品。

“接地能显著降低 ESD 风险,不接地设备需额外采取特殊防护措施”

接地的本质是为电荷提供 “安全泄放通道”,能从根源上减少静电积累和放电危害,尤其在 ESD 测试和电子产品实际应用中,接地的作用主要体现在如下几个方面:

1、避免电荷积累,降低放电风险

接地设备可通过接地回路,将自身意外积累的静电电荷(如摩擦产生的电荷)实时泄放至大地,避免电荷越积越多、形成高电位差 —— 而高电位差正是静电放电的核心诱因(比如人体接触设备时,若设备接地,即使人体带电,电荷也会通过设备接地回路快速泄放,不会引发剧烈放电)。
2、减少 ESD 对设备的损害 / 误动作
若设备接地,当遭遇静电放电时(如测试中的接触放电、空气放电),放电产生的瞬时大电流可通过接地回路直接泄放,而非流经设备内部的半导体器件(如芯片、电容),能有效避免器件因能量冲击损坏;同时,接地还能稳定设备周围的电场 / 磁场,减少因放电引发的电磁场变化导致的设备误动作(如仪器死机、数据错乱)。
3、保证 ESD 测试的准确性
对于一些ESD 测试环境搭建(参考接地平面、耦合板接地),本质就是通过 “统一接地” 模拟真实使用场景中的电荷泄放路径 —— 若测试时设备不接地,不仅可能因电荷积累导致测试电压异常(如电压翻倍),还会使测试结果偏离实际使用情况,无法准确判断设备的抗 ESD 能力。
当然不接地也不是不行,而是 “需额外防护”

部分设备因功能需求或使用场景限制(如便携式电池供电设备、户外无接地条件的设备)无法接地,此时并非 “绝对不能使用”,但必须采取针对性措施抵消 “不接地” 的风险,核心是避免电荷积累 + 限制放电能量

1、每次 ESD 测试前必须释放残留电荷

“不接地设备无法自行放电,若下一次放电前不消除残留电荷,电荷会积累导致电压达到预期值的 2 倍,可能损坏设备”。因此,不接地设备在 ESD 测试中,需在每次放电脉冲施加前,通过专用放电工具(如接地手环、放电棒)释放设备表面残留电荷,避免电压叠加。
2、实际使用中需加强绝缘与静电屏蔽
不接地设备在日常使用时,需通过 “物理隔离” 减少静电接触:比如外壳采用高绝缘材质(避免与人体 / 其他带电物体直接接触放电)、内部关键器件(如芯片)增加静电屏蔽层(阻挡外部放电产生的电磁场干扰),同时尽量在低静电环境中使用(如避免在干燥的秋冬季节长时间暴露在摩擦频繁的场景中)。

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