可靠性工程——关于电子设备静电放电(ESD)防护的设计原则 金属, 设计原则, 控制面板, 可靠性

静电小强

　　设备的ESD防护设计原则

　　对于设备级的ESD防护设计，其重点应放在为静电放电设置一条通畅的泄放通道。主要应做好以下几点。

　　(1)机箱金属之间要实现良好的搭接，搭接处要采用面接触，避免点接触，搭接的直流电阻不大于5mΩ，整体搭接结构中任意两导电点间的直流电阻不大于25mΩ。相互搭接的金属之间的化学位差不大于0．5V，超过时可以选择一种过度金属(或镀层)，以降低原来两种金属的接触腐蚀。

　　(2)接触的键盘、控制面板、手动控制器、钥匙锁等金属部件，应直接通过机架接地。如果不能接地，则其与电路走线的绝缘距离至少应满足以下要求：空气间隙5mm,爬电距离6mm。

　　(3)在机架接地点汇接或在外部接地网上汇接，形成良好的静电泄放通路。

　　(4)小型低速(频率小于10MHz)设备可以采用工作地浮地(或工作地单点接金属外壳)、金属外壳单点接地，使静电通过机壳泄放到地而对内部电路无影响。

　　(5)小型高速(频率大于10MHz)设备的工作地应与其金属机壳实现多点接地，且金属外壳单点接大地。

　　(6)机架设备的接地点与外部接地桩之间要保证可靠的电气连接，连接铜线截面的外周长不小于20mm。

　　(7)必须尽量减少结构的电气不连续性，以便控制经底板和机壳进出的辐射。提高缝隙屏蔽效能的结构措施包括增加缝隙深度，减少缝隙长度，在接合面上加入导电衬垫，在接缝处涂上导电涂料，缩短螺钉间距等。

　　缝隙影响与措施

　　(1)在底板和机壳的每一条缝和不连续处要尽可能好地搭接。最坏的电搭接对壳体的屏蔽效能起决定性作用。

　　(2)保证接缝处金属对金属的接触，严禁接缝处有油漆或氧化层等绝缘物，以防电磁能的泄漏和辐射。

　　(3)在不加导电衬垫时，螺钉间距一般应小于最高工作频率的l％波长，至少不大于1／20波长。

　　(4)用螺钉或铆接进行搭接时，应首先在缝的中部搭接好，然后逐渐向两端延伸，以防金属表面的弯曲。

　　(5)保证禁固方法有足够的压力，以便在有变形应力、冲击、振动时保持表面接触。

　　(6)在接缝不平整的地方，或在可移动的面板等处，必须使用导电衬垫或指形弹簧材料。

　　(7)选择高导电率和弹性好的衬垫，选择衬垫时要考虑接合处所使用的频率。

　　(8)选择硬韧材料做成的衬垫，以免划破金属上的任何表面。

　　(9)保证同衬垫配合的金属表面没有非导电保护层。

　　(10)当需要活动接触时，使用指形压簧(而不用网状衬垫)，并要注意保持弹性指簧的压力。

　　(11)导电橡胶衬垫用在铝金属表面时，要注意电化腐蚀作用。纯银填料的橡胶或线形衬垫将出现最严重的电化腐蚀。银镀铝填料的导电胶是盐雾环境下用于铝金属配合表面的最好衬垫材料。

　　结语

　　可靠性是一门系统科学、综合科学和边沿科学，可靠性作为一门独立学科已为世人所瞩目，随着科学技术的发展与国民经济发展的要求，对产品可靠性提出越来越高的要求，本文针对电源及电子设备的静电防护设计总结出一些较为实用的设计原则，能够帮助解决电子可靠性设计方面的问题。文章来自www.esd.cn