PCB-levyn ESD-suojapiirin suunnitteluvuosien käytännön kokemusten jakaminen
ESD, joka tunnetaan myös nimellä elektro-staattinen purkaus. Opittujen tietojen perusteella on tiedossa, että staattinen sähkö on luonnollinen ilmiö, joka yleensä syntyy kosketuksesta, kitkasta ja sähkölaitteiden välisestä induktiosta. Sille on ominaista pitkäaikainen kertyminen ja korkea jännite (joka voi tuottaa useita tuhansia volttia tai jopa kymmeniä tuhansia voltteja staattista sähköä). ), alhainen teho, alhainen virta ja lyhyt kesto. Elektronisten tuotteiden osalta, jos ESD-suunnittelua ei ole suunniteltu, se aiheuttaa usein epävakaa toimintaa tai jopa vahingoittaa elektronisia ja sähköisiä tuotteita.
ESD-purkaustestauksessa käytetään yleisesti kahta menetelmää: kosketuspurkaus ja ilmanpoisto.
Kosketuspurkaus on testattavan laitteen suora purkaus; ilmanpoistoa kutsutaan myös epäsuoraksi purkaukseksi, joka on voimakkaan magneettikentän kytkeminen viereiseen virtasilmukkaan. Näiden kahden testin testijännite on yleensä 2KV-8KV, joka on erilainen eri alueilla. Siksi ennen suunnittelua meidän on ensin ymmärrettävä tuotteen kohdemaat.
Edellä mainitut kaksi tapausta ovat peruskokeita ihmiskeholle, kun elektroninen tuote on kosketuksessa elektronisen tuotteen kanssa ihmisen lataamisen tai muiden syiden vuoksi. Alla olevassa taulukossa on esitetty eräiden alueiden ilmankosteustilastot vuoden eri kuukausina. Lasvegalla on vähiten kosteutta ympäri vuoden, ja elektroniikka kiinnittää erityistä huomiota ESD-suojaukseen.
Kosteus vaihtelee paikasta toiseen eri puolille maailmaa, mutta samaan aikaan, jos ilmankosteus on erilainen, syntyvä staattinen sähkö on erilainen. Seuraavassa taulukossa on kerätyt tiedot, joista voidaan nähdä, että staattinen sähkö tulee suuremmaksi, kun ilman kosteus pienenee. Tämä osoittaa myös epäsuorasti syyn, miksi villapaita nostettaessa syntyvä staattinen kipinä on hyvin suuri pohjoisessa talvella.
Koska staattinen sähkö on niin haitallista, miten voimme suojella sitä? Staattisen sähkönsuojelun suunnittelussa on yleensä kolme vaihetta: estä ulkoinen lataus virtaamasta piirilevyyn ja aiheuttaa vaurioita; estä ulkoinen magneettikenttä vahingoittamasta piirilevyä; estämään sähköstaattisen kentän muodostumista. Vaara.
Varsinaisessa piirisuunnittelussa käytämme yhtä tai useampaa seuraavista sähköstaattisen suojauksen menetelmistä:
1. Avalanche-diodi sähköstaattiselle suojaukselle
Tämä on myös menetelmä, jota käytetään usein suunnittelussa. Tyypillinen lähestymistapa on yhdistää lumivyörydiodi maahan kriittisessä signaalilinjassa. Menetelmässä hyödynnetään lumivyörydiodien kykyä reagoida nopeasti ja sillä on vakaa kiinnitys, mikä voi kuluttaa kertynyttä korkeaa jännitettä lyhyessä ajassa suojaamaan levyä.
2. käyttämällä korkeajännitteisiä kondensaattoreita piirin suojaukseen
Tämä menetelmä asettaa tavallisesti keraamisen kondensaattorin, jonka kestävyysjännite on vähintään 1,5 KV I / O-liittimen tai avainsignaalin kohdalla, kun taas liitoslinja on mahdollisimman lyhyt kytkentälinjan induktanssin vähentämiseksi. Jos käytetään kondensaattoria, jossa on alhainen kestävyysjännite, se vahingoittaa kondensaattoria ja menettää sen suojauksen.
Kastelu Kulta valmistaja Kiinassa
3, käyttäen ferriittihelmiä piirin suojaamiseksi
Ferriittihelmet voivat heikentää ESD-virtaa hyvin ja myös tukahduttaa säteilyn. Kahden ongelman kohdalla ferriittihelmi on erittäin hyvä valinta.
4, kipinävälin menetelmä
Tätä menetelmää nähdään materiaalissa, joka koostuu kuparista valmistetusta mikrovyönkerroksesta, joka koostuu terävistä päistä olevasta kolmiomaisesta kuparista. Kolmiomainen kupari on kytketty toisessa päässä signaalilinjaan ja toinen kupari. Yhdistetty maahan. Kun on staattista sähköä, sähkövirran kuluttamiseksi syntyy kärkipäästö.
5, käyttäen LC-suodatusmenetelmää piirin suojaamiseksi
LC: stä koostuva suodatin voi tehokkaasti vähentää piiriin tulevaa suurtaajuista staattista sähköä. Induktorin induktiivinen reaktanssi on erittäin hyvä estämään korkean taajuuden ESD pääsemästä piiriin, ja kondensaattori ohittaa ESD: n korkean taajuuden energian maahan. Samalla tämä tyyppi suodatin voi myös kiertää signaalin reunaa pienellä RF-vaikutuksella, ja suorituskyvyn näkökohta on edelleen parantunut signaalin eheydessä.
6, monikerroksinen levy ESD-suojaukseen
Monikerroksisten hallitusten valinta on myös keino estää ESD: tä tehokkaasti, kun varat sallitaan. Monikerroksisissa levyissä ESD kytketään nopeammin matalan impedanssin tasoon johtuen täydestä maatasosta, joka on lähellä jälkiä, mikä suojaa siten kriittisiä signaaleja.
7. Menetelmä piirilevyn kehän suojaamiseksi
Tämä menetelmä kiinnittää yleensä jälkiä laudan ympärille ilman juotekerrosta. Kytke jälki koteloon olosuhteiden salliessa ja huomaa, että jälki ei muodosta suljettua silmukkaa, joka estää silmukka-antennin käyttöönoton ja lisää suurempia ongelmia.
8. Piirisuojaus käyttämällä CMOS-laitteita, joissa on puristusdiodit tai TTL-laitteet
Tässä menetelmässä käytetään periaatetta, jonka mukaan kortin suojaus on eristetty. Koska nämä laitteet on suojattu puristusdiodeilla, suunnittelun monimutkaisuus pienenee todellisessa piirisuunnittelussa.
9, enemmän irrotettavia kondensaattoreita
Näillä irrottamiskondensaattoreilla on alhaiset ESL- ja ESR-arvot. Alhaisen taajuuden ESD: lle irrotuskondensaattori vähentää silmukka-aluetta. ESL-vaikutuksen vuoksi elektrolyytti heikkenee, mikä voi suodattaa suurtaajuusenergiaa paremmin. .
PCB-kokoonpanon valmistaja Kiina
Lyhyesti sanottuna, vaikka ESD on kauhea, sillä voi olla jopa vakavia seurauksia. Kuitenkin vain suojaamalla virtalähdettä ja signaalilinjoja piirissä on mahdollista tehokkaasti estää ESD-virtaa virtaamasta piirilevyyn. Heidän pomoni sanoi usein, että "hyvän aluksen maadoitus on kuningas." Toivon, että tämä lause voi tuoda sinulle myös kattoikkunan rikkomisen vaikutuksen.