ESD應該是EMC中最常見也是遇到問題最多的測試項，許多硬件工程師遇到試驗Fail時，無從下手，今天就來談談ESD分析與整改的理論基礎，不涉及實際案例應用。

█ ESD干擾方式

地彈

根據靜電放電電流波形可知，其電流具有較寬的頻率范圍。如此高頻率電流通過參考地平面時，理想情況下參考地平面阻抗處處相等，地電平抬升或者降落對系統信號以及電源無明顯影響。但是由于參考地電位受靜電電流沖擊產生的現象，即所謂的〝地彈〞現象。

容性耦合

容性耦合是指電磁騷擾源通過電路或系統之間的電場并以耦合電容作用于敏感對象的電磁耦合方式。

靜電放電產生容性耦合的機理是：靜電電流流過阻抗變化的參考地平面時，會在參考地平面上產生變化電壓。平行于靜電電流泄放路徑參考地平面的導線，會因為容性耦合產生騷擾電壓，當騷擾電壓幅值超過芯片容錯電壓時則會引起芯片誤動作，嚴重情況下會導致芯片內部半導體器件過壓擊穿而徹底損壞。

感性耦合

感性耦合是指電磁騷擾源通過電路或系統之間的磁場并以耦合電感形式作用于敏感對象的電磁耦合方式。

靜電放電產生感性耦合的機理是：靜電放電變化電流流過參考地平面時，當遇到阻抗較低的信號布線（互感耦合到信號線上面，此時電壓突變），會沿著阻抗較低的信號布線流進芯片，在芯片內部產生騷擾電壓或者以電流形式沖擊芯片，嚴重時會造成芯片內部半導體器件因過流燒毀。

輻射

如上圖所示，靜電槍充電開關1接通時，充電電阻Rc與Cd電容構成充電回路，給電容充電；放電開關2接通時，Cd電容與Rd電阻構成放電回路。當放電開關接通瞬間通過放電槍頭對DUT放電，此時瞬間的高壓脈沖流過放電電阻Rd產生變化的電流，變化的電流產生變化的磁場，從而形成豐富的電磁場干擾。

█ ESD電流泄放路徑

靜電電流會選擇阻抗最低的路徑返回到源端。ESD整改簡單來說就是找出靜電電流泄放路徑中的敏感信號，并對其進行ESD防護，提高其抗靜電能力。如果產品已經DV/PV，無法改變PCBA，則想辦法設計一條阻抗最低路徑，使電流返回源端。

█ ESD分析方法

現象分析法

靜電放電測試失效過程中，肯定會伴隨著各種各樣的現象，根據靜電放電的Fail現象結合具體的電路，快速定位Fail器件。

排除法

排除法屬于破壞性試驗，針對靜電放電過程中出現的異常現象，使用靜電槍直接對DUT敏感IC進行接觸放電，找出與靜電放電過程中出現的異常現象，增加ESD保護。

屏蔽法

對于PCB來說，最顯而易見的方式就是加屏蔽罩（分析時候可以用銅箔或者導電膠帶接地），第二個簡單有效的屏蔽方法是拉遠距離，使敏感器件遠離靜電放電電流路徑，減小敏感器件與靜電放電路徑之間的耦合。

█ ESD整改步驟

1. 當EMC技術員反饋ESD測試Fail時，首先確認Fail產生的初始Setup；

2. 問題現象確認清楚后，就需要對問題現象進行深入的分析。

3. 根據問題現象分析，做出初步的原因判斷，進行相關試驗驗證，不斷排除縮小問題的范圍，直至鎖定敏感信號、元件、或者模塊電路。

4. 根據問題分析試驗結果，結合具體電路和結構，擬定解決方案。