Eri tuotteiden testituloksista on havaittu, että tämä ESD on erittäin tärkeä testi: jos piirilevy ei ole hyvin suunniteltu, staattinen sähkö aiheuttaa tuotteen törmäyksen tai jopa vaurioittaa komponentteja. Aiemmin huomasin vain, että ESD vahingoittaa komponentteja, mutta en odottanut kiinnittäväni tarpeeksi huomiota elektronisiin tuotteisiin.

ESD:tä kutsutaan usein sähköstaattiseksi purkaukseksi. Opitusta tiedosta voidaan tietää, että staattinen sähkö on luonnollinen ilmiö, joka syntyy yleensä kosketuksesta, kitkasta, sähkölaitteiden välisestä induktiosta jne. Sille on ominaista pitkäkestoinen akkumulaatio ja korkea jännite (voi tuottaa tuhansia voltteja tai jopa kymmeniä tuhansia voltteja staattista sähköä) ), pieni teho, pieni virta ja lyhyt toiminta-aika. Elektroniikkatuotteissa, jos ESD-rakenne ei ole hyvin suunniteltu, elektroniikka- ja sähkötuotteiden toiminta on usein epävakaa tai jopa vaurioitunut.

ESD-purkaustesteissä käytetään yleensä kahta menetelmää: kosketuspurkaus ja ilmapurkaus.

Kosketuspurkaus on suoraan testattavan laitteen purkamista; ilmapurkausta kutsutaan myös epäsuoraksi purkaukseksi, joka syntyy kytkemällä voimakas magneettikenttä viereisiin virtasilmukoihin. Näiden kahden testin testijännite on yleensä 2KV-8KV, ja vaatimukset vaihtelevat eri alueilla. Siksi ennen suunnittelua meidän on ensin selvitettävä tuotteen markkinat.

Yllä olevat kaksi tilannetta ovat perustestejä elektronisille tuotteille, jotka eivät toimi ihmiskehon sähköistyksen tai muiden syiden vuoksi, kun ihmiskeho joutuu kosketuksiin elektronisten tuotteiden kanssa. Alla oleva kuva esittää joidenkin alueiden ilmankosteustilastot vuoden eri kuukausina. Kuvasta näkyy, että Lasvegasissa on vähiten kosteutta ympäri vuoden. Tämän alueen elektronisissa tuotteissa tulee kiinnittää erityistä huomiota ESD-suojaukseen.

Kosteusolosuhteet ovat erilaiset eri puolilla maailmaa, mutta samalla alueella, jos ilmankosteus ei ole sama, myös syntyvä staattinen sähkö on erilaista. Seuraavassa taulukossa on kerätyt tiedot, joista voidaan nähdä, että staattinen sähkö kasvaa ilman kosteuden pienentyessä. Tämä selittää epäsuorasti myös sen, miksi pohjoistalvella puseroa riisuttaessa syntyneet staattiset kipinät ovat erittäin suuria. "

Koska staattinen sähkö on niin suuri vaara, miten voimme suojata sitä? Sähköstaattista suojausta suunniteltaessa jaamme sen yleensä kolmeen vaiheeseen: estetään ulkoisten varausten virtaaminen piirilevyyn ja vaurioiden aiheuttaminen; estää ulkoisia magneettikenttiä vahingoittamasta piirilevyä; estää sähköstaattisten kenttien aiheuttamat vauriot.

Varsinaisessa piirisuunnittelussa käytämme yhtä tai useampaa seuraavista menetelmistä sähköstaattiseen suojaukseen:

1

Lumivyörydiodit sähköstaattiseen suojaukseen
Tätä menetelmää käytetään usein myös suunnittelussa. Tyypillinen tapa on kytkeä lumivyörydiodi maahan rinnakkain avainsignaalilinjalla. Tämä menetelmä on käyttää lumivyörydiodia reagoimaan nopeasti ja pystymään vakauttamaan kiinnitystä, mikä voi kuluttaa keskittyneen korkean jännitteen lyhyessä ajassa piirilevyn suojaamiseksi.

2

Käytä suurjännitekondensaattoreita piirien suojaamiseen
Tässä lähestymistavassa I/O-liittimeen tai avainsignaalin asentoon sijoitetaan yleensä keraamisia kondensaattoreita, joiden kestojännite on vähintään 1,5 KV, ja liitäntäjohto on mahdollisimman lyhyt, jotta liitännän induktanssi pienenee. linja. Jos käytetään kondensaattoria, jolla on alhainen kestojännite, se vaurioittaa kondensaattoria ja menettää suojansa.

3

Käytä ferriittihelmiä piirien suojaamiseen
Ferriittihelmet voivat vaimentaa ESD-virtaa erittäin hyvin, ja ne voivat myös vaimentaa säteilyä. Kun kohtaat kaksi ongelmaa, ferriittihelmi on erittäin hyvä valinta.

4

Kipinävälimenetelmä
Tämä menetelmä näkyy materiaalikappaleessa. Erityinen menetelmä on käyttää kolmiomaista kuparia, jonka kärjet ovat kohdakkain toistensa kanssa kuparista koostuvalla mikroliuskaviivakerroksella. Kolmiomaisen kuparin toinen pää on kytketty signaalilinjaan ja toinen on kolmiomainen kupari. Yhdistä maahan. Kun on staattista sähköä, se tuottaa terävää purkausta ja kuluttaa sähköenergiaa.

5

Käytä LC-suodatinmenetelmää piirin suojaamiseen
LC:stä koostuva suodatin voi tehokkaasti vähentää suurtaajuista staattista sähköä, joka tulee piiriin. Induktorin induktiivinen reaktanssiominaisuus on hyvä estämään suurtaajuista ESD:tä pääsemästä piiriin, kun taas kondensaattori shunttaa ESD:n suurtaajuisen energian maahan. Samalla tämän tyyppinen suodatin voi myös tasoittaa signaalin reunaa ja vähentää RF-vaikutusta, ja suorituskykyä on parannettu edelleen signaalin eheyden suhteen.

6

Monikerroksinen kortti ESD-suojaukseen
Kun varat sallivat, monikerroksisen levyn valinta on myös tehokas tapa estää ESD. Koska monikerroksisessa levyssä on täydellinen maataso lähellä jälkeä, tämä voi saada ESD-kytkennän matalaimpedanssitasoon nopeammin ja suojata avainsignaalien roolia.

7

Menetelmä suojanauhan jättämiseksi piirilevyn suojalain reunalle
Tämä menetelmä on yleensä piirtää piirejä piirilevyn ympärille ilman hitsauskerrosta. Kun olosuhteet sallivat, liitä jälki koteloon. Samalla on huomioitava, että jälki ei voi muodostaa suljettua silmukkaa, jotta se ei muodosta silmukkaantennia ja aiheuta suurempia ongelmia.

8

Käytä CMOS-laitteita tai TTL-laitteita, joissa on puristusdiodit piirien suojaamiseen
Tämä menetelmä käyttää eristysperiaatetta piirilevyn suojaamiseen. Koska nämä laitteet on suojattu puristusdiodeilla, suunnittelun monimutkaisuus vähenee varsinaisessa piirisuunnittelussa.

9

Käytä irrotuskondensaattoreita
Näillä erotuskondensaattoreilla on oltava alhaiset ESL- ja ESR-arvot. Matalataajuisessa ESD:ssä erotuskondensaattorit pienentävät silmukan pinta-alaa. ESL:n vaikutuksesta elektrolyyttitoiminto heikkenee, mikä voi paremmin suodattaa korkeataajuista energiaa. .

Lyhyesti sanottuna, vaikka ESD on kauheaa ja voi jopa aiheuttaa vakavia seurauksia, mutta vain suojaamalla piirin teho- ja signaalilinjoja voidaan tehokkaasti estää ESD-virran virtaaminen piirilevyyn. Heidän joukossaan pomoni sanoi usein, että "laudan hyvä maadoitus on kuningas". Toivon, että tämä lause voi myös tuoda sinulle kattoikkunan rikkomisen vaikutuksen.