Iz rezultata ispitivanja različitih proizvoda, utvrđeno je da je ovaj ESD vrlo važan test: ako tiskana ploča nije dobro dizajnirana, kada se pojavi statički elektricitet, to će uzrokovati pad proizvoda ili čak oštećenje komponenti.U prošlosti sam primijetio samo da bi ESD oštetio komponente, ali nisam očekivao da ću posvetiti dovoljno pažnje elektroničkim proizvodima.
ESD je ono što često nazivamo elektrostatičkim pražnjenjem.Iz naučenog znanja može se znati da je statički elektricitet prirodna pojava, koja se obično stvara kontaktom, trenjem, indukcijom između električnih uređaja itd. Karakterizira ga dugotrajna akumulacija i visoki napon (može generirati tisuće volti ili čak desetke tisuća volti statičkog elektriciteta) ), mala snaga, niska struja i kratko vrijeme djelovanja.Za elektroničke proizvode, ako ESD dizajn nije dobro dizajniran, rad elektroničkih i električnih proizvoda često je nestabilan ili čak oštećen.
Prilikom ispitivanja ESD pražnjenja obično se koriste dvije metode: kontaktno pražnjenje i pražnjenje zrakom.
Kontaktno pražnjenje je izravno pražnjenje opreme koja se ispituje;zračno pražnjenje naziva se i neizravno pražnjenje, koje nastaje spajanjem jakog magnetskog polja na susjedne strujne petlje.Ispitni napon za ova dva testa općenito je 2KV-8KV, a zahtjevi su različiti u različitim regijama.Stoga, prije dizajniranja, prvo moramo shvatiti tržište za proizvod.
Gornje dvije situacije osnovni su testovi za elektroničke proizvode koji ne mogu raditi zbog elektrifikacije ljudskog tijela ili drugih razloga kada ljudsko tijelo dođe u dodir s elektroničkim proizvodima.Donja slika prikazuje statistiku vlažnosti zraka pojedinih regija u različitim mjesecima u godini.Iz slike je vidljivo da Lasvegas ima najmanju vlažnost tijekom cijele godine.Elektronički proizvodi u ovom području trebaju obratiti posebnu pozornost na ESD zaštitu.
Uvjeti vlažnosti su različiti u različitim dijelovima svijeta, ali u isto vrijeme u regiji, ako vlažnost zraka nije ista, generirani statički elektricitet je također različit.U sljedećoj tablici nalaze se prikupljeni podaci iz kojih je vidljivo da se statički elektricitet povećava kako se smanjuje vlažnost zraka.Ovo također neizravno objašnjava razlog zašto su statičke iskre koje nastaju prilikom skidanja džempera u sjevernoj zimi vrlo velike.“
Budući da je statički elektricitet tako velika opasnost, kako ga možemo zaštititi?Kada projektiramo elektrostatičku zaštitu, obično je dijelimo u tri koraka: spriječiti vanjski naboj da teče u ploču i uzrokuje štetu;spriječite vanjska magnetska polja da oštete ploču;spriječiti oštećenja od elektrostatičkih polja.
U stvarnom dizajnu kruga koristit ćemo jednu ili više od sljedećih metoda za elektrostatičku zaštitu:
1
Lavinske diode za elektrostatičku zaštitu
Ovo je također metoda koja se često koristi u dizajnu.Tipičan pristup je paralelno spajanje lavinske diode na masu na ključnom signalnom vodu.Ovom se metodom koristi lavinska dioda za brzi odgovor i sposobnost stabiliziranja stezanja, što može potrošiti koncentrirani visoki napon u kratkom vremenu kako bi se zaštitila tiskana ploča.
2
Koristite visokonaponske kondenzatore za zaštitu kruga
U ovom pristupu, keramički kondenzatori s podnosivim naponom od najmanje 1,5 KV obično se postavljaju u I/O konektor ili položaj ključnog signala, a spojni vod je što kraći kako bi se smanjio induktivitet spoja. crta.Ako se koristi kondenzator s niskim podnosivim naponom, to će oštetiti kondenzator i izgubiti njegovu zaštitu.
3
Koristite feritne kuglice za zaštitu strujnog kruga
Feritne kuglice mogu vrlo dobro prigušiti ESD struju, a mogu i potisnuti zračenje.Kada se suočite s dva problema, feritna kuglica je vrlo dobar izbor.
4
Metoda iskrišta
Ova metoda se vidi u komadu materijala.Specifična metoda je korištenje trokutastog bakra s vrhovima međusobno poravnatim na sloju mikrotrakaste linije koji se sastoji od bakra.Jedan kraj trokutastog bakra spojen je na signalnu liniju, a drugi je trokutasti bakar.Spojite na uzemljenje.Kada postoji statički elektricitet, on će proizvesti oštro pražnjenje i potrošiti električnu energiju.
5
Koristite metodu LC filtra za zaštitu strujnog kruga
Filtar sastavljen od LC-a može učinkovito smanjiti statički elektricitet visoke frekvencije koji ulazi u krug.Karakteristika induktivne reaktancije induktora dobra je u sprječavanju ulaska visokofrekventnog ESD-a u krug, dok kondenzator usmjerava visokofrekventnu energiju ESD-a na uzemljenje.U isto vrijeme, ova vrsta filtera također može izravnati rub signala i smanjiti RF učinak, a izvedba je dodatno poboljšana u smislu integriteta signala.
6
Višeslojna ploča za ESD zaštitu
Kada sredstva dopuštaju, odabir višeslojne ploče također je učinkovito sredstvo za sprječavanje ESD-a.U višeslojnoj ploči, budući da postoji potpuna ravnina uzemljenja blizu traga, to može učiniti da se ESD spoji s ravninom niske impedancije brže, a zatim zaštiti ulogu ključnih signala.
7
Metoda ostavljanja zaštitne trake na periferiji zakona zaštite sklopovlja
Ovom se metodom obično crtaju tragovi oko tiskane ploče bez zavarenog sloja.Kada uvjeti dopuštaju, spojite trag na kućište.Istodobno, treba napomenuti da trag ne može tvoriti zatvorenu petlju, kako ne bi formirao petlju antenu i uzrokovao veće probleme.
8
Koristite CMOS uređaje ili TTL uređaje sa steznim diodama za zaštitu kruga
Ova metoda koristi princip izolacije za zaštitu tiskane ploče.Budući da su ti uređaji zaštićeni steznim diodama, složenost dizajna je smanjena u stvarnom dizajnu kruga.
9
Koristite kondenzatore za odvajanje
Ovi kondenzatori za odvajanje moraju imati niske ESL i ESR vrijednosti.Za niskofrekventni ESD, kondenzatori za odvajanje smanjuju područje petlje.Zbog učinka njegovog ESL-a, funkcija elektrolita je oslabljena, što može bolje filtrirati visokofrekventnu energiju..
Ukratko, iako je ESD užasan i čak može dovesti do ozbiljnih posljedica, ali samo zaštitom energetskih i signalnih vodova u krugu može se učinkovito spriječiti protok ESD struje u PCB.Među njima, moj je šef često govorio da je "dobro uzemljenje ploče kralj".Nadam se da vam ova rečenica može donijeti i učinak razbijanja krovnog prozora.