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顶星主板: 主板中能承受万伏电压 顶星主板防ESD!

上传:鹰飞三月     来源:信息存储服务     日期:2007-04-19

[摘要]  
   现代半导体器件集成的规模越来越大,布线工艺已达到微米和纳米阶段,直接导致了半导体器件对外界静电的敏感程度。
 
[正文]    

   现代半导体器件集成的规模越来越大,布线工艺已达到微米和纳米阶段,直接导致了半导体器件对外界静电的敏感程度。许多电子设备在正常使用时会莫名其妙地发生故障,即使是由值得信赖的操作员以绝对正规的手法去操作,也可能因衣服或皮肤带有危害的电荷而使机器“死机”,甚至硬件损坏。

   通俗的说,ESD发生的情况、症状都很不明显,但其对元器件的伤害却是的的确确存在而且巨大的。在我们这个充满着各类静电的世界里,不通过抗ESD标准的电子设备,就好象暴露在太阳下的冰棒一样寿命汲汲可危。通过了,那设备的寿命、工作状态才能得到保证。

   二十世纪七十年代初,随着半导体行业的发展导致电子元器件对静电放电的反应越来越敏感,特别是国外微电路制造已普遍采用0.8-1.0um, 国内也达到2-3um的水平,微细工艺的快速发展更突显ESD对电子工业的危害,例如:当集成电路IC受到ESD时,其放电回路的阻抗非常小,无法限制放电电流的突变,使得IC的相关pin脚瞬间达到几十安培的大电流,过流和过热会导致IC严重损坏。另外ESD会使IC工作不正常,高电压在CMOS器件内会形成大电流通道,引起IC逻辑电路锁死,这种影响直到器件断电后才能消除。

   在电脑行业,ESD更是频繁出现的无形杀手,主要表现在:

   1 雷击或其他静电放电导致网卡损坏

   2 芯片组烧毁,如早几年某主板大厂由于USB接口的ESD问题引起大量南桥烧坏

   3 IO接口问题导致主板上的元件损坏,如三极管烧毁

   4 系统出错,重启,硬盘数据丢失等

   为了防范ESD日益严重的危害,我国在1998年发布了GB/T-17626.2(对应国际标准IEC61000-4-2)电磁兼容 静电放电抗扰度试验标准,它详细规定了ESD的级别判定,测试环境和测试方法,并作为CCC认证的一个标准在2002年5月1日开始实施。各主板厂商为了预防ESD问题也纷纷开始制定自己的测试等级和试验方法,然而ESD防护是一个系统的过程,从主板前期设计,元器件的储存,搬运,到SMT,DIP上线,包装出货,维修,最后到客户使用,每个环节都不允许疏漏和失误。从制造过程看ESD,对于有一定规模和实力的厂家基本能做到符合规范,不会有太大隐患,但从前期关键的设计角度来看,各厂商的做法就是良莠不齐,由于主板行业竞争激烈,为了压低成本追求更多利润,很多厂商简化ESD电路甚至完全摈弃,这种不负责任的做法导致板子到客户手里后很容易就会出现故障或报废,造成客户的巨大损失。

   顶星科技在很早之前就开始重视这个问题,并拿出了一套切实有效、可行的办法来对主板进行防护。现在就简单的介绍静电对主板带来的危害及顶星科技在主板方面所做出的一系列的防静电措施:

   1.开机、复位等重要信号的静电防护:

   若没有合适的静电防护,有时在开机瞬间就很有可能把Super I/O毁坏,以致电脑不能正常工作。(因为人体所带的静电每时每刻都存在只是因体质大小不同,在开机的瞬间它会传到Super I/O里,把Super I/O击穿)。

   措施:在开机信号上加上专用防静电Diode(二极管),这样一来无论是正电还是负电都会很快的释放掉及钳制在一个很小的范围内,起到一个很好的保护作用。复位也类似这种情况。

   2. USB接口静电防护

   USB设备的种类是越来越多,像这种支持热插拔的设备在插拔的过程中是很容易产生静电的。严重的话很有可能会把南桥击穿。以前就出现过这种情况,在用HP的一款打印机(插拔时),USB信号线上的杂信达到40多伏,南桥很容易被击穿。

   措施:在信号线上加上防EMI的choke和专用防静电的Diode(二极管),如此处理之后,拔插USB设备时可有效防治ESD损害。

   3. VGA接口静电防护

   在受到干扰时,尤其是静电的影响。轻则显示效果比较差,严重的话北桥和显示器都很有可能毁坏。在RGB、HSYNC、VSYNC信号上加上专用防静电的Diode(二极管),无论是在开机状态下还是关机时,插拔显示器时可有效防治ESD损害。

   4. 网卡防雷击方案

   如果防雷击没有做好的话,在打雷闪电的时候网卡很容易被毁坏。在顶星主板上面有做双重保护措施。除了网卡Connector自带的防雷击方案,另外又多做了一重防护措施,加上PCB布线时网卡接口处接地的特殊处理,更加有效的防治雷击对主板的损伤

   5. PS/2防ESD处理

   PS/2过流保护、EMI、ESD对键盘鼠标的保护作用都很重要,如果ESD保护措施没做好,静电测试时键盘很容易毁坏。顶星主板除了对信号线加防ESD电容外,PCB布线时也特殊处理接口部分。有效防治拔插时ESD对主板的损害。

   除了以上所叙述的外,如:AUDIO、COM、 PRINTER都有做一系列的防护措施。这样一来可以让你随意的、放心的用你所要用的一切设备。再也不必担心静电会把你的电脑或者是设备毁坏。

   另外,顶星主板在ESD防护设计上,除了上述在主板电路方面进行有效改善之外,尤其在PCB布线时注意元器件,I/O接口的摆放及其走线。在ESD敏感区域,例如在I/O接口区域,使用了“隔离地”“环形地”等布线方法。特殊信号,如复位,中断和控制信号通过高频滤波,远离输入输出电路,远离PCB板边缘的处理方法,有效防治了ESD损害。

   (新闻稿 2007-04-21)


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