Aus den Testergebnissen verschiedener Produkte geht hervor, dass dieser ESD-Test ein sehr wichtiger Test ist: Wenn die Leiterplatte nicht gut konstruiert ist und statische Elektrizität eingeleitet wird, führt dies zum Absturz des Produkts oder sogar zur Beschädigung der Komponenten. Früher habe ich nur gemerkt, dass ESD die Bauteile beschädigen würde, aber ich hatte nicht damit gerechnet, elektronischen Produkten genügend Aufmerksamkeit zu schenken.

ESD ist das, was wir oft als elektrostatische Entladung bezeichnen. Aus dem erlernten Wissen kann man erkennen, dass statische Elektrizität ein natürliches Phänomen ist, das normalerweise durch Kontakt, Reibung, Induktion zwischen Elektrogeräten usw. erzeugt wird. Sie zeichnet sich durch langfristige Akkumulation und hohe Spannung aus (kann Tausende von Volt erzeugen). oder sogar Zehntausende Volt statischer Elektrizität), geringe Leistung, geringer Strom und kurze Aktionszeit. Wenn bei elektronischen Produkten das ESD-Design nicht gut ausgelegt ist, ist der Betrieb der elektronischen und elektrischen Produkte oft instabil oder wird sogar beschädigt.

Bei der Durchführung von ESD-Entladungstests werden üblicherweise zwei Methoden verwendet: Kontaktentladung und Luftentladung.

Bei der Kontaktentladung wird das zu testende Gerät direkt entladen. Luftentladung wird auch indirekte Entladung genannt, die durch die Ankopplung eines starken Magnetfeldes an benachbarte Stromschleifen entsteht. Die Prüfspannung für diese beiden Tests beträgt im Allgemeinen 2KV-8KV und die Anforderungen sind in verschiedenen Regionen unterschiedlich. Daher müssen wir vor dem Entwerfen zunächst den Markt für das Produkt ermitteln.

Bei den oben genannten beiden Situationen handelt es sich um grundlegende Tests für elektronische Produkte, die aufgrund der Elektrifizierung des menschlichen Körpers oder aus anderen Gründen nicht funktionieren können, wenn der menschliche Körper mit elektronischen Produkten in Kontakt kommt. Die folgende Abbildung zeigt die Luftfeuchtigkeitsstatistik einiger Regionen in verschiedenen Monaten des Jahres. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass Lasvegas das ganze Jahr über die geringste Luftfeuchtigkeit aufweist. Bei elektronischen Produkten in diesem Bereich sollte ein besonderes Augenmerk auf den ESD-Schutz gelegt werden.

Die Luftfeuchtigkeitsbedingungen sind in verschiedenen Teilen der Welt unterschiedlich, aber gleichzeitig ist in einer Region, wenn die Luftfeuchtigkeit nicht gleich ist, auch die erzeugte statische Elektrizität unterschiedlich. Die folgende Tabelle enthält die gesammelten Daten, aus denen ersichtlich ist, dass die statische Elektrizität mit abnehmender Luftfeuchtigkeit zunimmt. Dies erklärt indirekt auch den Grund, warum die statischen Funken, die beim Ausziehen des Pullovers im nördlichen Winter entstehen, sehr groß sind. „

Da statische Elektrizität eine so große Gefahr darstellt, wie können wir sie schützen? Bei der Entwicklung des elektrostatischen Schutzes unterteilen wir ihn normalerweise in drei Schritte: Verhindern, dass externe Ladungen in die Leiterplatte fließen und Schäden verursachen; verhindern, dass externe Magnetfelder die Leiterplatte beschädigen; Schäden durch elektrostatische Felder verhindern.

Beim eigentlichen Schaltungsentwurf verwenden wir eine oder mehrere der folgenden Methoden zum elektrostatischen Schutz:

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Lawinendioden zum elektrostatischen Schutz
Dies ist auch eine häufig im Design verwendete Methode. Ein typischer Ansatz besteht darin, eine Lawinendiode parallel zur Hauptsignalleitung mit Erde zu verbinden. Bei dieser Methode wird die Lawinendiode verwendet, um schnell zu reagieren und die Klemmung zu stabilisieren, wodurch die konzentrierte Hochspannung in kurzer Zeit verbraucht werden kann, um die Leiterplatte zu schützen.

2

Verwenden Sie Hochspannungskondensatoren zum Schutz der Schaltung
Bei diesem Ansatz werden normalerweise Keramikkondensatoren mit einer Spannungsfestigkeit von mindestens 1,5 kV im E/A-Anschluss oder an der Position des Schlüsselsignals platziert, und die Verbindungsleitung ist so kurz wie möglich, um die Induktivität der Verbindung zu reduzieren Linie. Wenn ein Kondensator mit niedriger Spannungsfestigkeit verwendet wird, führt dies zu Schäden am Kondensator und zum Verlust seines Schutzes.

3

Verwenden Sie Ferritperlen zum Schutz der Schaltung
Ferritperlen können ESD-Ströme sehr gut dämpfen und auch Strahlung unterdrücken. Bei zwei Problemen ist eine Ferritperle eine sehr gute Wahl.

4

Funkenstreckenmethode
Diese Methode wird in einem Stück Material gesehen. Die spezielle Methode besteht darin, dreieckiges Kupfer zu verwenden, wobei die Spitzen auf der aus Kupfer bestehenden Mikrostreifenleitungsschicht zueinander ausgerichtet sind. Ein Ende des dreieckigen Kupfers ist mit der Signalleitung verbunden, das andere Ende ist das dreieckige Kupfer. Mit der Erde verbinden. Wenn statische Elektrizität vorhanden ist, kommt es zu einer starken Entladung und verbraucht elektrische Energie.

5

Verwenden Sie die LC-Filtermethode, um den Stromkreis zu schützen
Der aus LC bestehende Filter kann das Eindringen hochfrequenter statischer Elektrizität in den Stromkreis wirksam reduzieren. Die induktive Reaktanzcharakteristik des Induktors verhindert gut, dass hochfrequente elektrostatische Entladungen in den Stromkreis gelangen, während der Kondensator die hochfrequente elektrostatische Entladung zur Erde leitet. Gleichzeitig kann dieser Filtertyp auch die Flanken des Signals glätten und den HF-Effekt reduzieren, und die Leistung wurde im Hinblick auf die Signalintegrität weiter verbessert.

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Mehrschichtplatine für ESD-Schutz
Wenn es die finanziellen Mittel zulassen, ist die Wahl einer Mehrschichtplatine auch ein wirksames Mittel zur Vermeidung von ESD. Da in der Mehrschichtplatine eine vollständige Masseebene in der Nähe der Leiterbahn vorhanden ist, kann dies dazu führen, dass die ESD schneller an die Ebene mit niedriger Impedanz gekoppelt wird und dann die Rolle wichtiger Signale geschützt wird.

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Methode zum Belassen eines Schutzbandes am Rand der Leiterplatte
Bei dieser Methode werden in der Regel Leiterbahnen um die Leiterplatte ohne Schweißschicht gezogen. Wenn die Bedingungen es zulassen, schließen Sie die Leiterbahn an das Gehäuse an. Gleichzeitig ist zu beachten, dass die Spur keine geschlossene Schleife bilden kann, um keine Schleifenantenne zu bilden und größere Probleme zu verursachen.

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Verwenden Sie CMOS-Geräte oder TTL-Geräte mit Klemmdioden zum Schaltungsschutz
Diese Methode nutzt das Isolationsprinzip zum Schutz der Leiterplatte. Da diese Geräte durch Klemmdioden geschützt sind, wird die Komplexität des Designs beim eigentlichen Schaltungsdesign reduziert.

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Entkopplungskondensatoren verwenden
Diese Entkopplungskondensatoren müssen niedrige ESL- und ESR-Werte aufweisen. Bei niederfrequenter ESD reduzieren die Entkopplungskondensatoren die Schleifenfläche. Durch die Wirkung seiner ESL wird die Elektrolytfunktion geschwächt, wodurch Hochfrequenzenergie besser gefiltert werden kann. .

Kurz gesagt, obwohl ESD schrecklich ist und sogar schwerwiegende Folgen haben kann, kann nur durch den Schutz der Strom- und Signalleitungen im Schaltkreis wirksam verhindert werden, dass der ESD-Strom in die Leiterplatte fließt. Unter anderem sagte mein Chef oft, dass „die gute Erdung eines Boards das A und O ist“. Ich hoffe, dass dieser Satz auch bei Ihnen den Effekt erzielen kann, das Oberlicht einzubrechen.