【技術(shù)分享】指尖上的危機(jī)：別讓靜電毀了你的電路板

人體可能攜帶數(shù)千甚至數(shù)萬伏的靜電，尤其在干燥天氣下。切記，不要直接用帶靜電的手觸摸電路板，以免造成損壞。人手不能直接接觸電路板是電子工程師的常識(shí)，這是為什么呢？

靜電的危害

不同的環(huán)境下，人體攜帶的靜電電壓從幾伏幾百伏到幾萬伏不等。人手接觸電子元器件（導(dǎo)體）會(huì)產(chǎn)生靜電放電，使器件損壞，降低可靠性；嚴(yán)重時(shí)，靜電放電造成器件擊穿，使產(chǎn)品直接報(bào)廢。

此外，靜電放電過程同時(shí)輻射出某種頻率下的無線電波，干擾周邊微處理器，造成應(yīng)用程序運(yùn)行紊亂，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常工作。

因此在日常的生產(chǎn)、工作中需規(guī)范操作（包括正確佩戴靜電環(huán)），盡量避免人手直接接觸電子元器件，特別是在帶電狀態(tài)。

? 靜電對核心板反饋回路的影響

以M62xx-T系列核心板（Cortex-A53內(nèi)核）為例進(jìn)行測試，在上電狀態(tài)下，工程師手指觸摸圖2所示紅色圈注位置，可誘發(fā)系統(tǒng)重啟現(xiàn)象。這是什么原因呢？

圖2 M62xx-T系列核心板圖2紅色圈注區(qū)域（R4，R6）是系統(tǒng)主電源3.3V DC-DC的負(fù)反饋及補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)（FB部分），如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)電源電路

人手觸摸（人體等效電阻等引入干擾）改變反饋回路特性（包括極點(diǎn)發(fā)生偏移），造成反饋回路震蕩，導(dǎo)致DC-DC輸出電壓不穩(wěn)定。DC-DC的輸出電壓不穩(wěn)定，輕者導(dǎo)致系統(tǒng)重啟（DC-DC自動(dòng)調(diào)低輸出電壓），嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞電路板主芯片（DC-DC自動(dòng)調(diào)高輸出電壓），因此電路板帶電禁止觸摸。

? 如何預(yù)防靜電

1. 防靜電無繩手腕帶

根據(jù)“電暈放電”效應(yīng)和尖端放電原理，當(dāng)聚積的電荷超過一定值時(shí)因電位差向空間放電，從而達(dá)到消除靜電的目的。特點(diǎn)：方便、可靠，流動(dòng)崗位才允許佩戴。靜電耗散時(shí)間：小于0.5s。

2.?防靜電手腕帶

人體皮膚與手腕帶上的導(dǎo)靜電材料直接接觸，當(dāng)手腕帶接地時(shí)，通過接地系統(tǒng)將人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的靜電迅速泄放。靜電泄放時(shí)間：小于0.1s。

3. 防靜電PU涂層手套

防靜電PU手套可進(jìn)一步預(yù)防人體靜電通過手部接觸傳導(dǎo)至電路板。手背導(dǎo)電絲間距：10mm。

? 核心板對靜電防護(hù)措施

核心板對靜電的保護(hù)措施此處以ZLG致遠(yuǎn)電子的 M62xx-T系列核心板 為例進(jìn)行說明，如圖8所示為M62xx-T核心板，圖9為M62xx-T評估板(M62xx-EV-Board)。

M62xx-T系列核心板是ZLG致遠(yuǎn)電子基于TI公司AM62x系列處理器開發(fā)的高性能嵌入式核心板，板內(nèi)集成了DDR4、eMMC、QSPI Flash、硬件看門狗和WIFI/藍(lán)牙模塊(可選)等外設(shè)。核心板采用的AM62x系列處理器具有多達(dá)四核64位Arm? Cortex?-A53，主頻高達(dá)1.4GHz，另外還帶頻率高達(dá)400MHz的單核Arm? Cortex?-M4F MCU，為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供了優(yōu)異的性能。

圖8 M62xx-T系列核心板

圖9?M62xx-T評估板(M62xx-EV-Board)M62xx-T系列核心板配合評估底板可從硬件進(jìn)行靜電防護(hù)，通過的電磁兼容試驗(yàn)如下：

靜電放電抗擾度：接觸放電±4KV；

電快速瞬變脈沖群：干擾頻率5KHz、100KHz，脈沖群周期300（1±20%）ms；

雷擊(浪涌)抗擾度：直流電源接口±2KV電容耦合，信號(hào)控制端口±1KV直接耦合，1次/分鐘；

傳導(dǎo)騷擾抗擾度：直流電源接口3V CDN耦合,信號(hào)控制端口3V電磁鉗耦合，試驗(yàn)頻率150KHz~ 80MHz；

傳導(dǎo)騷擾：GB/T 9254.1-2021 CLASS A，頻率范圍：150kHz~30MHz。