散热器与ESD也有关系【EMC学习】

【现象描述】

某产品采用金属外壳，对其进行ESD 测试时，发现一螺钉位置对 ESD 极其敏感，对螺钉进行接触放电3 kV, 就会发现该产品中的某－PCB 电路板出现复位现象。

经过观察分析，靠近敏感螺钉位置有一芯片，芯片上有约 2 cm 高的散热器，该散热器没有采取任何接地措施。在测试中，将散热器临时去掉后，该螺钉位置的抗静电干扰能力达到了土6 kV 。

【原因分析】

静电放电时，在很短的时间内会产生几十A的电流，而放电电流脉冲的上升在小于1 ns 之内完成，静电放电的过程是一个高频能量的释放与传输过程，在传输的路径中一切敏感的电子线路或器件都将受到干扰，引起设备的误动作。

在此案例中，由于静电放电信号的高频谱特性使一些因结构特性形成的寄生电容不能忽略不计。

下图是静电干扰传输路径与原理图。

图中，C0 表示测试点与散热器之间的寄生电容，C2 表示散热器与芯片之间的寄生电容。静电干扰将从测试点通过C0，再经过C2 进入芯片内部电路，从而从产品系统中表现出干扰现象。

散热器的存在将大大增加测试点与芯片之间的容性耦合度，因为一方面散热器有着比芯片更大的表面积；

另一方面散热器的存在缩短了与测试点表面的距离。因此去掉散热器后，产品抗 ESD 能力 增强。

【处理措施】

经过以上的分析，只要将散热器接至地平面就可以改变 ESD 干扰的传输路径，从而使芯片受到保护 。

【思考与启示】

经过以上的分析，只要将散热器接至地平面就可以改变ESD 干扰的传输路径，从而使芯片受到保护 。

对于PCB板上的金属体，一定要直接或间接地接到地平面上，不要悬空。另外，对千较敏感的电路或芯片，在PCB布局时尽最远离ESD放电点。

注：以上用例来自《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》