电容在ESD中的应用--耦合效应

Abel

    在测试平板电脑ESD的过程中，我们时常会遇到这样的现象：平板电脑的放置方式对测试结果会有绝然不同的影响。将平板电脑Panel朝上时，ESD几枪就会死机；将Panel朝下时，正负电压各放电几十次都没问题，增加测试电压，ESD测试依旧OK。这就是ESD中的耦合效应，即ESD辐射干扰。
    ESD对电子电路的的干扰有两种，一种是传导干扰，另一种是辐射干扰。传导干扰的解决思路是“疏”和“堵”，要么让静电通过地尽快泄放走，要么就让它不能进来。辐射干扰是ESD通过空间辐射的方式对电子电路产生影响，因此找到辐射路径和敏感源才能找到真实有效的对策。上述例子中平板电脑的ESD耦合效应，原因是：在静电放电过程中，当panel朝上时，panel背面的铁件和测试台上的铝板形成电容，每次放电都在对这个电容充电，主板就存在于这个电容的电场之中，只要主板某部分抗干扰能力不够强，就会出问题。而当panel朝下时，主板不在此电容的电场之中，ESD测试也就可以通过。因此，我们有时也会遇到这样的情况，ESD测试过程中，将平板垫高（此时平板panel朝上）也会使测试通过，原因跟上面的一样，垫高后，该电容中的电场变弱，板子上的敏感源受到的干扰也就变弱，测试就可通过。根据这样的理论分析推测，若对这种情况的机子进行间接放电，HCP or VCP，测试应该Fail，试验证实，测试结果与理论推测一致。且在直接放电测试中，逐渐垫高平板时，当达到某一高度后，测试就会通过，下表为实际测试结果，与理论结果一致。

试验组	描述	理论结果	实际结果
1	panel朝上，ESD Contact +/-4KV	Fail	Fail
2	panel朝下，ESD Contact +/-4KV	Pass	Pass
3	panel朝上，垫高1cm，ESD Contact +/-4KV	Fail	Fail
4	panel朝上，垫高2cm，ESD Contact +/-4KV	Fail	Fail
5	panel朝上，垫高3cm，ESD Contact +/-4KV	Fail	Fail
6	panel朝上，垫高4cm，ESD Contact +/-4KV	Pass	Pass

   
    当遇到这样的问题时，在接口处加TVS管已经不能解决问题，只有找到敏感源，增加屏蔽（For IC）or 电容（For Trace）去耦，才是有效的解决方法。
案例：
    平板，USB口，Contact +/-4KV，Panel朝上时，Contact +/-4KV死机or重启；朝下时，+/-6KV OK。
    对策：USB 4条线加TVS & 在PMU USB POWER Pin上加电容 & DDR Power加电容 & V_sys 加电容 &  LCD rst加电容（LCD Cable过长） & 增加3处主板至Panel的下地。（电容都加在近IC端，越近越好）
    结果：Panel朝上时，Contact +/-6KV OK。
总结：
    电容去耦能很好的提升信号线的去耦能力，增强其抗干扰能力。

易阳

非常好的经验。学习了。