Erinevate toodete testitulemustest selgub, et see ESD on väga oluline test: kui trükkplaat pole hästi projekteeritud, põhjustab see staatilise elektri sisseviimisel toote kokkujooksmist või isegi komponentide kahjustamist. Varem märkasin ainult, et ESD kahjustab komponente, kuid ma ei lootnud elektroonikatoodetele piisavalt tähelepanu pöörata.

ESD on see, mida me sageli nimetame elektrostaatiliseks tühjenemiseks. Õpitud teadmistest saab teada, et staatiline elekter on loodusnähtus, mis tekib tavaliselt elektriseadmete kokkupuutel, hõõrdumisel, induktsioonil jne. Seda iseloomustab pikaajaline akumuleerumine ja kõrge pinge (võib tekitada tuhandeid volte). või isegi kümneid tuhandeid volte staatilist elektrit) ), väike võimsus, madal vool ja lühike tegevusaeg. Elektroonikatoodete puhul, kui ESD-disain ei ole hästi kavandatud, on elektroonika- ja elektritoodete töö sageli ebastabiilne või isegi kahjustatud.

ESD tühjendustestide tegemisel kasutatakse tavaliselt kahte meetodit: kontaktlahendus ja õhuväljastus.

Kontaktlahendus on katsetatava seadme otse tühjendamiseks; õhulahendust nimetatakse ka kaudseks tühjenemiseks, mis tekib tugeva magnetvälja sidumisel külgnevate vooluahelatega. Nende kahe testi katsepinge on üldiselt 2KV-8KV ja nõuded on erinevates piirkondades erinevad. Seetõttu peame enne disainimist esmalt välja selgitama toote turu.

Ülaltoodud kaks olukorda on põhitestid elektroonikatoodetele, mis ei saa töötada inimkeha elektrifitseerimise või muude põhjuste tõttu, kui inimkeha puutub kokku elektroonikaseadmetega. Alloleval joonisel on näha mõne piirkonna õhuniiskuse statistika aasta erinevatel kuudel. Jooniselt on näha, et Lasvegas on aasta läbi kõige vähem niiskust. Selle valdkonna elektroonikatooted peaksid pöörama erilist tähelepanu ESD kaitsele.

Niiskustingimused on erinevates maailma paikades erinevad, kuid samas piirkonnas, kui õhuniiskus ei ole sama, on erinev ka tekkiv staatiline elekter. Järgnev tabel on kogutud andmed, millest on näha, et õhuniiskuse vähenedes staatiline elekter suureneb. See seletab kaudselt ka põhjust, miks põhjatalvel kampsuni seljast võtmisel tekkivad staatilised sädemed on väga suured. “

Kuna staatiline elekter on nii suur oht, kuidas saame seda kaitsta? Elektrostaatilise kaitse projekteerimisel jagame selle tavaliselt kolmeks: välistada välislaengute voolamine trükkplaadile ja kahjustuste tekitamine; vältida väliste magnetväljade kahjustamist trükkplaati; vältida elektrostaatiliste väljade tekitatud kahjustusi.

Tegeliku vooluahela projekteerimisel kasutame elektrostaatiliseks kaitseks ühte või mitut järgmistest meetoditest:

1

Laviini dioodid elektrostaatiliseks kaitseks
Seda meetodit kasutatakse sageli ka disainis. Tüüpiline lähenemine on laviinidioodi ühendamine maapinnaga paralleelselt võtme signaaliliinil. See meetod on laviinidioodi kasutamine kiireks reageerimiseks ja klambri stabiliseerimiseks, mis võib trükkplaadi kaitsmiseks lühikese aja jooksul ära tarbida kontsentreeritud kõrgepinge.

2

Kasutage vooluahela kaitseks kõrgepingekondensaatoreid
Sellise lähenemise korral asetatakse tavaliselt I/O-pistikusse või võtmesignaali asendisse keraamilised kondensaatorid, mille vastupidavuspinge on vähemalt 1,5 KV ja ühendusliin on võimalikult lühike, et vähendada ühenduse induktiivsust. rida. Kui kasutatakse madala pingega kondensaatorit, kahjustab see kondensaatorit ja kaotab kaitse.

3

Kasutage vooluringi kaitsmiseks ferriithelmeid
Ferriithelmed võivad ESD-voolu väga hästi nõrgendada ja ka kiirgust summutada. Kahe probleemiga silmitsi seistes on ferriithelmes väga hea valik.

4

Sädevahe meetod
Seda meetodit on näha materjalitükis. Spetsiifiline meetod on kasutada kolmnurkset vaske, mille otsad on vasest koosneval mikroriba joonekihil üksteisega joondatud. Kolmnurkse vase üks ots on ühendatud signaaliliiniga ja teine ​​on kolmnurkne vask. Ühendage maapinnaga. Staatilise elektri korral tekitab see järsku tühjenemist ja tarbib elektrienergiat.

5

Kasutage vooluahela kaitsmiseks LC-filtri meetodit
LC-st koosnev filter võib tõhusalt vähendada vooluahelasse sisenevat kõrgsageduslikku staatilist elektrit. Induktiivpooli induktiivreaktantsi omadus takistab hästi kõrgsagedusliku ESD sisenemist vooluringi, samas kui kondensaator šunteerib ESD kõrgsagedusliku energia maapinnale. Samal ajal võib seda tüüpi filter ka siluda signaali serva ja vähendada RF-efekti ning jõudlust on signaali terviklikkuse osas veelgi paranenud.

6

Mitmekihiline plaat ESD kaitseks
Kui rahalised vahendid seda võimaldavad, on mitmekihilise plaadi valimine ka tõhus vahend ESD vältimiseks. Kuna mitmekihilisel plaadil on jälje lähedal täielik alustasapind, võib see ESD-d kiiremini siduda madala takistusega tasapinnaga ja seejärel kaitsta võtmesignaalide rolli.

7

Meetod kaitseriba jätmiseks trükkplaadi kaitseseaduse perifeeriasse
See meetod on tavaliselt trükkplaadile jälgede tõmbamine ilma keevituskihita. Kui tingimused seda võimaldavad, ühendage jälg korpusega. Samas tuleb tähele panna, et jälg ei saa moodustada suletud ahelat, et mitte moodustada silmusantenni ja tekitada suuremaid probleeme.

8

Kasutage vooluahela kaitsmiseks CMOS-seadmeid või klambridioodidega TTL-seadmeid
See meetod kasutab trükkplaadi kaitsmiseks isolatsiooni põhimõtet. Kuna need seadmed on kaitstud kinnitusdioodidega, väheneb konstruktsiooni keerukus tegeliku vooluahela konstruktsioonis.

9

Kasutage lahtisiduvaid kondensaatoreid
Nendel lahtisidestuskondensaatoritel peavad olema madalad ESL ja ESR väärtused. Madalsagedusliku ESD puhul vähendavad lahtisidestuskondensaatorid ahela pindala. ESL-i mõju tõttu nõrgeneb elektrolüüdi funktsioon, mis suudab kõrgsageduslikku energiat paremini filtreerida. .

Lühidalt, kuigi ESD on kohutav ja võib isegi tuua kaasa tõsiseid tagajärgi, saab ainult vooluahela toite- ja signaaliliinide kaitsmine tõhusalt takistada ESD voolu voolamist PCB-sse. Nende hulgas ütles mu ülemus sageli, et "laua hea maandus on kuningas". Loodan, et see lause võib tuua teile ka katuseakna lõhkumise efekti.