金属外壳产品中空气放电点该如何处理

   【现象描述】JA3215-OS-A04

   某带有人机接口的工业用产品,采用金属外壳,在人机接口面板处开有小孔,用来操作 拨码开关,通过操作拨码开关,设定产品的工作状态。该产品做ESD试验时发现存在以下两个问题。

   (1)在拨码开关处进行±8kⅤ空气放电时,在拨码开关处有弧光放电现象。

   (2)在进行多次±8kⅤ的空气放电后,拨码开关所对应处周边电路中的器件损坏。

   【原因分析】

   静电放电是一种高压能量的泄放。静电放电测试时,静电放电干扰信号有就近相对低电位导体泄放的特点。对于空气放电来说,测试操作时,枪头快速接近被测试点,直到放电为止,如果该产品的结构设计(见图5.32)表现出,当执行空气放电操作时,静电放电枪头离拨码开关中的电路的距离〃2比静电放电枪头离金属外壳的距离〃l更近,而且Ir2比〃1更早达到空气放电的距离,那么静电放电将会在静电放电枪头与拨码开关中的电路之间产生。

   进一步分析该产品面板处的结构设计特'点及内部电路,发现:

   (1)拨码开关离金属面板很近,即当执行空气放电操作时,静电放电枪头离拨码开关中金属部分(电路)的距离H2比静电放电枪头离金属外壳的距离〃1更近,而且〃2比ffl更早达到8kⅤ电压空气放电击穿的空气距离。导致空气放电在静电放电枪头与拨码开关之问发生。

   (2)电路设计不是很合理,没有瞬态抑制器件或适当的静电干扰抑制电路对拨码开关中的信号进行保护,最终导致与拨码开关直接信号相连的芯片损坏。瞬态抑制器,如TⅤS,可以抑制瞬态的过电压。保护电路,如RC滤波电路,可以滤除静电放电所产生的干扰,从而使后一级电路受到保护。