در طراحی برد PCB، طراحی ضد ESD برد PCB را میتوان از طریق لایهبندی، چیدمان مناسب و سیمکشی و نصب به دست آورد. در طول فرآیند طراحی، اکثریت قریب به اتفاق اصلاحات طراحی را میتوان به اضافه یا کم کردن اجزا از طریق پیشبینی محدود کرد. با تنظیم چیدمان و سیمکشی PCB، میتوان به خوبی از ESD جلوگیری کرد.
الکتریسیته ساکن PCB از بدن انسان، محیط و حتی داخل تجهیزات الکتریکی برد PCB باعث آسیبهای مختلفی به تراشه نیمههادی دقیق میشود، مانند نفوذ به لایه عایق نازک داخل قطعه؛ آسیب به گیت قطعات MOSFET و CMOS؛ قفل ماشه کپی CMOS PCB؛ اتصال PN با بایاس معکوس اتصال کوتاه؛ اتصال کوتاه مثبت کپی PCB برد به اتصال PN جبرانی؛ ورق PCB سیم لحیم یا سیم آلومینیومی را در قسمت ورق PCB دستگاه فعال ذوب میکند. برای از بین بردن تداخل تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) و آسیب به تجهیزات الکترونیکی، لازم است اقدامات فنی مختلفی برای جلوگیری از آن انجام شود.
در طراحی برد PCB، طراحی ضد ESD برد PCB را میتوان با لایهبندی و چیدمان مناسب سیمکشی و نصب برد PCB به دست آورد. در طول فرآیند طراحی، اکثریت قریب به اتفاق اصلاحات طراحی را میتوان به اضافه یا کم کردن اجزا از طریق پیشبینی محدود کرد. با تنظیم چیدمان و مسیریابی PCB، میتوان از ESD برد کپی PCB به خوبی جلوگیری کرد. در اینجا چند اقدام احتیاطی رایج آورده شده است.
در مقایسه با PCB دو طرفه، از حداکثر لایههای PCB استفاده کنید، صفحه زمین و صفحه قدرت، و همچنین فاصله نزدیک خط سیگنال-زمین میتواند امپدانس حالت مشترک و کوپلینگ القایی را کاهش دهد، به طوری که میتواند به 1/10 تا 1/100 PCB دو طرفه برسد. سعی کنید هر لایه سیگنال را در کنار یک لایه قدرت یا لایه زمین قرار دهید. برای PCB های با چگالی بالا که قطعاتی در هر دو سطح بالا و پایین دارند، خطوط اتصال بسیار کوتاه و محلهای پر شدن زیادی دارند، میتوانید استفاده از یک خط داخلی را در نظر بگیرید. برای PCB های دو طرفه، از یک منبع تغذیه و شبکه زمین کاملاً در هم تنیده استفاده میشود. کابل برق نزدیک به زمین، بین خطوط عمودی و افقی یا محلهای پر شدن، قرار میگیرد تا تا حد امکان اتصال برقرار شود. اندازه یک طرف ورق PCB شبکه کمتر یا مساوی 60 میلیمتر است، در صورت امکان، اندازه شبکه باید کمتر از 13 میلیمتر باشد.
مطمئن شوید که هر ورق PCB مدار تا حد امکان جمع و جور باشد.
تا حد امکان تمام کانکتورها را کنار بگذارید.
در صورت امکان، خط نوار PCB برق را از مرکز کارت و دور از مناطقی که مستعد ضربه مستقیم ESD هستند، وارد کنید.
روی تمام لایههای PCB زیر کانکتورهای خروجی از شاسی (که مستعد آسیب مستقیم ESD به برد کپی PCB هستند)، شاسیهای پهن یا کفپوشهای چندضلعی قرار دهید و آنها را با سوراخهایی با فواصل تقریبی ۱۳ میلیمتر به یکدیگر وصل کنید.
سوراخهای نصب ورق PCB را روی لبه کارت قرار دهید و پدهای بالا و پایین شار بدون مانع ورق PCB را در اطراف سوراخهای نصب به زمین شاسی وصل کنید.
هنگام مونتاژ برد مدار چاپی، هیچ لحیمی را به پد صفحه برد مدار چاپی بالا یا پایین اعمال نکنید. از پیچهایی با واشر صفحه برد مدار چاپی داخلی استفاده کنید تا تماس محکمی بین صفحه/محافظ برد مدار چاپی در محفظه فلزی یا تکیهگاه روی سطح زمین برقرار شود.
باید بین زمین شاسی و زمین مدار هر لایه، «ناحیه ایزولاسیون» یکسانی ایجاد شود؛ در صورت امکان، فاصله را روی 0.64 میلیمتر نگه دارید.
در بالا و پایین کارت، نزدیک سوراخهای نصب برد کپی PCB، شاسی و زمین مدار را با سیمهایی به عرض ۱.۲۷ میلیمتر در امتداد سیم زمین شاسی، هر ۱۰۰ میلیمتر، به هم وصل کنید. در مجاورت این نقاط اتصال، پدهای لحیم یا سوراخهای نصب برای نصب، بین کف شاسی و ورق PCB کف مدار قرار داده شدهاند. این اتصالات زمین را میتوان با یک تیغه برای باز ماندن، یا با یک مهره مغناطیسی/خازن فرکانس بالا، برش داد.
اگر برد مدار در یک جعبه فلزی یا دستگاه محافظ ورق PCB قرار نمیگیرد، مقاومت لحیمکاری را به سیمهای اتصال زمین جعبه بالا و پایین برد مدار اعمال نکنید تا بتوان از آنها به عنوان الکترودهای تخلیه قوس ESD استفاده کرد.
برای ایجاد یک حلقه دور مدار در ردیف PCB زیر:
(1) علاوه بر لبه دستگاه کپی PCB و شاسی، یک مسیر حلقهای را در اطراف کل محیط بیرونی قرار دهید.
(2) مطمئن شوید که همه لایهها بیش از 2.5 میلیمتر عرض دارند.
(3) حلقهها را با سوراخهایی به فاصله هر 13 میلیمتر به هم وصل کنید.
(4) اتصال زمین حلقه را به زمین مشترک مدار کپی PCB چند لایه وصل کنید.
(5) برای ورقهای PCB دو طرفه که در محفظههای فلزی یا دستگاههای محافظ نصب شدهاند، زمین حلقه باید به زمین مشترک مدار متصل شود. مدار دو طرفه بدون محافظ باید به زمین حلقه متصل شود، زمین حلقه را نمیتوان با مقاومت لحیم کاری پوشش داد، به طوری که حلقه بتواند به عنوان یک میله تخلیه ESD عمل کند، و حداقل یک شکاف به عرض 0.5 میلیمتر در یک موقعیت خاص روی زمین حلقه (تمام لایهها) قرار داده شود، که میتواند از تشکیل یک حلقه بزرگ روی برد کپی PCB جلوگیری کند. فاصله بین سیمکشی سیگنال و زمین حلقه نباید کمتر از 0.5 میلیمتر باشد.