RFID产品有哪些ESD静电保护

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RFID产品有哪些ESD静电保护

一个带静电的表面同另一具有不同静电位的物体表面之间所形成的静电场，会产生力学效应、放电效应和感应效应。其中，静电放电效应在电子工业，尤其是微电子工业中的危害最为严重。

1、静电放电效应：

(1)ESD电压会损伤电子元器件。当带静电的人或物体接触电子器件或电路时，便会将此静电传递给器件或通过器件传向大地，这种放电的电压往往大大超过现今微电子电路所能承受的能力，从而造成器件栅极氧化物被击穿或受损。即所谓电压击穿。

(2)ESD引起的热效应会使器件的P-N结受损。当静电放电电流足够大并流过P-N结时，电流将拥挤在较窄的沟道内而产生局部热效应。当温度升高，硅电阻就会变小，沟道中的电流会进一步增加，导致器件急剧发热而损坏P-N结。此为功率损坏。

(3)ESD是潜在的电磁干扰源。一个末接地或末屏蔽的对ESD敏感的设备，接地时产生的静电放电过程会伴随产生高频电磁干扰脉冲（静电放电谐波频率分量可为DC-6GHz），这种干扰一旦耦合到计算机等低电平数字电路时，便会导致逻辑元件的击穿、显示器画面的紊乱和系统功能的失调等。这是电磁干扰的危害。

2、ESD失效类型：

(1)突发性失效：

这是一次性造成产品的硬件实质性的破坏。如使产品中器件的介质击穿、烧毁或使器件开路、短路等永久失效。这种失效的几率约占总失效数的10%左右。

(2)潜在性失效：

这是一种累积型的软损伤，它会影响器件的性能、指标和寿命，造成不可见的隐患，也必然会危及系统的功能。如降低器件抗静电能力与工作的可靠性。这种失效的几率占90%左右。

(3)瞬间失效：

不会对产品和器件造成大的危害，但却可以被人感觉到（如屏幕雪花、数字瞬间闪烁以及微机死机可再恢复等）。这种效应一般是可以接受的。

静电的损伤是偶然性的，所以，不是通过电磁兼容可靠性筛选能够剔除的。

随着科学的发展，目前的电器体积越来越小，越来越集成化，这样对静电的要求就更加严格了，对esd的保护显得越来越有必要了，现安达森科技推出一系列的高分子聚合物的ESD保护元器件。

ESD防护方法有哪些

ESD是Electro Static Discharge英文的缩写，中文含义即静电放电：处于不同电位的两个物体之间，由于直接接触或静电场感应导致的电荷传输（转移）。可见，静电与静电放电（ESD）是完全不同的物理概念或物理过程。一个是“静”，一个是“动”。伴随着静电放电，往往有电量的转移、电流的产生和电磁场辐射。

静电防护的措施一般有以下几种：

静电耗散：主要是使用静电耗散材料，（即表面电阻在10的5次方欧姆到10的11次方欧姆之间的材料），来替代普通的材料。比如在防静电工作区使用的防静电台垫，防静电地板，防静电包装盒等等。

静电泄放：通常是指设备和人员的接地，即通过截面积符合标准的金属导线将设备接地，人员则通过手环、服装、防静电鞋等措施接地。

静电中和：一般是指在难以使用接地或静电耗散措施的场合，使用离子发生器制造正负离子，并将离子吹送到需要消除静电的区域，来中和产生的静电。常见的有离子风机、风蛇等等。

静电屏蔽：静电屏蔽又分为主动屏蔽和被动屏蔽。主要是指利用法拉第笼原理，使用封闭导体来对静电源或需要防护的产品进行屏蔽。

环境增湿：实验数据表明，环境湿度的增加可以有效降低静电放电发生的几率。但环境增湿只能作为辅助措施使用，不能代替以上措施。

电子产品的ESD防护设计：即在静电敏感元器件上设置防静电电路，国内外已有设计成熟的多种保护电路，最高对上千伏的静电电压进行有效防护。保护电路可以降低元器件对ESD的敏感性，但不能完全消除。

ESD防护指南

ESD过程是处于不同电势的物体之间的静电电荷转移过程，其强烈程度受电量大小及物体间距的影响。自然界的雷电是强对流气候下典型的ESD现象，瞬间所释放的巨大能量，能将雷电所经过的空气电离，使空气变成阻值很低的导电通道，形成极强的电流和高温，其破坏力不可小觊。日常生活中的ESD现象频繁地发生着，ESD对电脑的损害，其严重程度与静电电压高低和能量大小有关。如果能量较小，则只能将元件击穿，电压消失后，器件性能仍能恢复到原始状态。如果能量较大，在击穿后接着形成大电流对元件形成永久性损害，如晶体管元件结电阻降低、漏电流增大，薄膜电阻器局部介质击穿而发生阻值漂移等。ESD的危害有一定偶然性，不见得每一次都造成元件彻底报废，多数情况下仅表现为稳定性降低。

ESD损害的严重程度还与元件对静电的敏感度有关。三、设计和制造中的防静电措施芯片制造工艺按摩尔定律不断进步，低电压、微功耗、高集成度技术给我们带来更新的产品，而ESD对电脑的危害性也随之增长，可以说ESD对摩尔定律继续有效将会是一个障碍，这是业界不愿看到但又不得不面对的严重问题。在电子行业中，防静电技术已e69da5e887aa7a686964616f31333332616437经成为一个热门技术，防静电产品的研发和制造已经发展为一个独立的产业。ESD防护是一个系统工程，在设计和制造阶段，可从三个方面着手：一是要防止电脑本身因产生强静电感应而自我损伤，如增加屏蔽和隔离措施、通过增大PCB接地面积改善电荷泄漏通路等；二是要选择ESD特性好的芯片，不同厂家的同一种芯片性能也会有所不同，在芯片说明中一般都会提及；三是增设ESD保护电路，抵御外来静电。

1.芯片的防静电设计随着芯片速度的提高，为了缩短引脚长度而减少信号串扰，CPU等超大规模IC芯片的封装越来越多地采用倒装芯片（flip chip），倒装芯片通常面积较大，而厚度很薄，这样芯片自身成了一个巨大的电容器，使得芯片可能携带大量静电电荷Q(=C*V)。其次，CPU、GPU及北桥芯片上的金属盖以及散热片，是个惹是生非的祸根。诺大的金属体无异于一个静电接收天线，极易吸附芯片周围的电场，以及芯片附近导线上的电荷，对芯片安全构成威胁。综合上述两种不利因素，芯片的防静电设计主要从下面两个途径实现，一是采用紧密型设计技术，尽可能缩小IC核心和I/O的尺寸，以降低寄生电容；二是采用分割器件设计的后端镇流（BEB）、整合的镇流电路（MBC）版图设计以及多触点电路设计（MFT）等，各放电通道形成相互并联的网络，使得芯片总体等效电阻值很小，放电能力很强。

2.整机的屏蔽与接地设计在电脑生产车间，地板、制造设备、测试仪器、芯片周转箱、库房等均为防静电设计，就连操作者也要身穿防静电服、戴上防静电手套。但是，电脑在应用过程中，ESD还是有许多的可乘之机。为了避免感应静电的危害，需要对整机进行屏蔽和接地。电脑的金属机箱是屏蔽静电的重要措施，良好的接地措施可使电脑受静电危害的几率大大降低。机箱中的主板、接口卡，软驱、硬盘、光驱等设备，以及包裹在信号线外面的金属屏蔽网，均通过机箱连接成一个整体，然后再通过电源地线接入大地，这样不仅可以消除外来的感应静电，也可以消除设备自身所产生的摩擦静电。当然，前提是各部件之间应该接触良好。所以，为保证部件充分接触，机箱上设置有各种弹性触点或弹性接触片3.接口电路中植入ESD保护器芯片是最容易被ESD损坏的器件，因此成为电脑中的重点保护对象。

而接口电路位于板卡电路的外围，是抵御ESD的一道防线。在电脑的各个接口处接入ESD防护器件，使静电在防护器件上释放掉，可避免静电向电路板的纵深区域侵入。接口电路中最简易的防静电措施是：在线路中串联一个低阻值的电阻，以限制ESD的电流，或在信号线与地线之间接入一个小电容，给 ESD电流提供通路。不过这些措施会对信号产生衰减和延迟，不利于信号传输。近几年生产的主板中，在键盘、鼠标的PS/2接口以及RS-232C串口和IEEE 1284A并口等低速端口中，多采用内嵌防静电功能的数据收发芯片。接口芯片中内嵌的ESD保护电路，是利用寄生电路实现的。当ESD作用时，寄生电路被触发，泄放ESD电流或箝位ESD电压，达到保护目的。四、使用与维护中的防范措施静电是电脑的无形杀手，即便有了完善的技术措施，ESD还是有可乘之机。

那么，用户在电脑的使用和维护、维护过程中又应该注意哪些问题呢？其实，最重要的是培养防范意识，采取正确的防范措施。1、电脑机壳需要可靠接地。对于机箱的屏蔽和接地，应该注意两点：●机箱各部分应保持良好的接触，否则未连接到大地的部分将失去屏蔽作用；●近年来新建的楼房通常都有符合规范的地线，电路施工时一定要按照配电规范，将火线、零线和地线分别接入插座的正确位置。如果建筑物有地线，就需要自制简易地线，用一根金属导线将机箱外壳与室内的自来水管连接起来即可。需要说明的是，那种将导线一端连接机箱金属外壳，而另一端随便扔在地上的方法是不可取的，因为完全没有达到...

ESD保护电路的几种方法

1 ESD 的产生及危害当两个物体碰撞或分离时就会产生静电放电ESD 即静态电荷从一个物体移动到另一个物体两个具有不同电势的物体之间产生静态电荷的移动，类似于一次很小的闪电过程放电量的大小和放电持续时间取决于物体的类型和周围的环境等多种因素，当ESD 具有足够高的能量时将造成半导体器件的损坏静电放电ESD 可能随时发生例如插拔电缆或人体接触器件的I/O 端口或者是一个带电的物体接触半导体器件半导体器件触地以及静电场和电磁干扰产生足够高的电压引起静电放电ESD。 ESD 基本上可以分为三种类型，一是各种机器引起的ESD，二是家具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 ，所有这三种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的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ESD 的损坏ESD 一般情况下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可高达几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 的损伤一般还包括内部金属连接被烧断钝化层被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通道一般是从VCC 到地串行接口器件的锁死电流可高达1 安培锁死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。

1 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冲击后造成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一如果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。 2 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二对其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 的增加从而损坏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 有可能大于9V 超出电源电压的最大范围而烧坏电路。

2 ESD 保护电路 ESD 的产生是当两个物体碰撞或分离时即静态电荷从一个物体移动到另一个物体所以ESD最有效的保护是介质隔离是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 保护的第二个有效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是不够的而要把内部电路与屏蔽外壳共地或者把内部电路进行介质隔离电气隔离也是一种抑制ESD 冲击的有效方法PCB 板上安装光耦和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信号通路上的另一种保护方法是在每条信号线上外加阻容元件串联电阻能够限制尖峰电流并联到地的电容则能限制瞬间的尖峰电压这样做的成本低但是防护能力有限ESD的破坏力在一定程度上得到抑制但依然存在因为阻容元件并不能降低尖峰电压的峰值仅仅是减少了电压上升的斜率而且阻容元件还会引起信号失真以致限制了通讯电缆的长度和通讯速率外接的电阻/电容也增加了电路板面积。

另一种广泛使用的技术是外加电压瞬变抑制器或TransZorb？二极管这种防护非常有效，但仍有一些缺点外加器件仍会增加电路板面积防护器件的电容效应会增加信号线的等效电容成本较高TransZorb？二极管价格较贵大约25 美分/每个典型的3 发/5 收的COM 端口需要8 个TransZorb？二极管费用高达$2一种有效的方法是采用内部集成ESD 防护功能的串行接口器件这种器件比普通无防护功能的器件价格要贵但增加的费用比起外加防护二极管的费用要低内部集成的ESD，防护电路不会增加任何输入输出管脚的等效电容也节省了电路板面积MAXIM公司近几年发展了享有专利的集成ESD防护技术并可提供全系列的ESD防护串行接口器...