ESD靜電放電測試通常根據IEC 61000-4-2進行的。

這個測試是確定外部的靜電放電或由ESD產生的感應場、二次放電，是否會對產品產生影響。可能的放電部位包括任何可接觸的控制件、電纜連接器或其他可接觸的金屬件。

放電電壓為±4KV、±8KV或±16KV，具體數值取決于產品的使用環境或實際使用。

對于這種測試，幾類性能判據可能是可接受的。性能判據的分類參考ESD標準IEC 61000-4-2，但受試產品的數據丟失、系統的重新啟動或損壞通常認為是測試不合格。在通常的測試中，ESD施加在EUT的不同點上，同時觀察其性能是否發生變化。

僅有導體會發生ESD，而對絕緣體或抗靜電材料則不會。

如果存在裸露的金屬，那么對此金屬進行放電就會產生ESD。

如果不能阻止ESD電流瞬態，那么就必須控制放電電流的路徑。

如果能搞清楚放電電流的路徑并對其進行改變，是一種更實際的解決辦法。如果已知ESD電流的注入點，那么確定電流離開產品的最可能的點將是很有幫助的。由于涉及高頻高達1GHz，放電電流的一些路徑可能是通過電容而不是沿著導線。

在進行ESD電流的可能路徑時，我們可以認為通過高頻時-電容是短路的，導線是開路的，這樣可以對電路的電流路徑進行簡化分析。

對應的產品的簡化的等效模型如下：

常見的ESD脈沖進入信號連接器的接地外殼示意圖

如圖所示，常見的ESD進入點為I/O及信號連接器的外殼，比如USB、以太網或串口。除非這些連接器的外殼與產品的屏蔽殼體進行了很好的搭接，否則ESD電流將直接進入到PCB上，從而使電路受到干擾或損壞。

對于一些低成本的產品，由于沒有使用成本較高的屏蔽殼體，因此也會產生問題。在這種情況下，一個好的辦法是增加金屬轉移平面，這就將電流轉移到電源的安全地回路或通過對地電容泄放到大地，再讓電流路徑返回其源端。

關鍵點一：ESD靜電放電的故障原因分析

在大多數情況下，各項試驗的檢測和診斷方式大同小異比如輻射發射。

對于高頻特性的ESD,這是因為從產品向外輻射的天線振子，比如電纜和外殼縫隙也能作為接收天線，將ESD產生的場傳入產品，潛在地引起干擾，甚至使系統重啟。

此外，如果I/O連接器沒有與金屬殼體進行好的搭接，由于電流盡力返回到產生它的源端。因此ESD電流能直接進入EUT，從而使電路受到干擾或損壞：

1.I/O連接器外殼和產品殼體之間的高阻抗搭接。

2.電纜屏蔽層和外殼或屏蔽殼體的搭接不好。

3.屏蔽面板與外殼或殼體之間的搭接不好。

4.顯示屏LED/LCD存在大的縫隙。

5.I/O電纜或電源線電纜上的濾波不充分或瞬態保護器件使用不當。

6.關鍵電路處射頻旁路不足，比如CPU的復位信號線。

因此，可以建立如下的等效電路工作模型：

注意點：ESD能量從產品外殼泄放的過程中會形成靜電場干擾，既有傳導的路徑還有輻射的路徑；也因此會出現產品的失效情況。

關鍵點二：常見的失效模式

ESD靜電放電通常產生的問題如下：

1.系統重啟

2.模擬或數字電路出現故障

3.顯示屏上出現錯誤的數據及顯示屏顯示異常

4.數據丟失

5.數據傳輸停止、變慢或中斷

6.高誤碼率

7.產品的狀態發生改變

8.電路受到故障

注意：當靜電放電ESD干擾信號通過耦合方式到達電路板內部的時候，如下圖所示：

注意：PCB的設計地走線，地回路，接地點的位置設計也是解決抗擾度ESD設計最關鍵的設計方法與思路。

目前行業內最典型的EMS敏感度的設計也都跟這個結構圖相關聯。

產品問題的發生也是跟我們產品設計可靠性相關聯的

更多的電子產品電路可靠性設計系列，會逐漸為大家解開這些設計方面的坑，讓電子設計工程師少走彎路，敬請關注！