D'après les résultats des tests de différents produits, il s'avère que cet ESD est un test très important : si le circuit imprimé n'est pas bien conçu, lorsque de l'électricité statique est introduite, cela provoquera un crash du produit ou même endommagera les composants. Dans le passé, je remarquais seulement que les décharges électrostatiques endommageraient les composants, mais je ne m'attendais pas à accorder suffisamment d'attention aux produits électroniques.

L'ESD est ce que nous appelons souvent une décharge électrostatique. D'après les connaissances acquises, on peut savoir que l'électricité statique est un phénomène naturel, généralement généré par contact, friction, induction entre appareils électriques, etc. Elle se caractérise par une accumulation à long terme et une haute tension (peut générer des milliers de volts ou même des dizaines de milliers de volts d'électricité statique) ), faible puissance, faible courant et temps d'action court. Pour les produits électroniques, si la conception ESD n'est pas bien conçue, le fonctionnement des produits électroniques et électriques est souvent instable, voire endommagé.

Deux méthodes sont généralement utilisées lors des tests de décharge ESD : la décharge par contact et la décharge dans l'air.

La décharge par contact consiste à décharger directement l'équipement testé ; la décharge dans l'air est également appelée décharge indirecte, qui est générée par le couplage d'un champ magnétique puissant aux boucles de courant adjacentes. La tension d'essai pour ces deux tests est généralement de 2KV à 8KV et les exigences sont différentes selon les régions. Par conséquent, avant de concevoir, nous devons d’abord déterminer le marché du produit.

Les deux situations ci-dessus constituent des tests de base pour les produits électroniques qui ne peuvent pas fonctionner en raison de l'électrification du corps humain ou pour d'autres raisons lorsque le corps humain entre en contact avec des produits électroniques. La figure ci-dessous montre les statistiques d'humidité de l'air de certaines régions au cours de différents mois de l'année. Il ressort de la figure que Lasvegas a le moins d’humidité tout au long de l’année. Les produits électroniques dans ce domaine doivent accorder une attention particulière à la protection ESD.

Les conditions d'humidité sont différentes selon les parties du monde, mais en même temps dans une région, si l'humidité de l'air n'est pas la même, l'électricité statique générée est également différente. Le tableau suivant présente les données collectées, à partir desquelles on peut voir que l'électricité statique augmente à mesure que l'humidité de l'air diminue. Cela explique aussi indirectement la raison pour laquelle les étincelles statiques générées lors du retrait du pull en hiver nordique sont très importantes. "

Puisque l’électricité statique représente un très grand danger, comment pouvons-nous la protéger ? Lors de la conception d'une protection électrostatique, nous la divisons généralement en trois étapes : empêcher les charges externes de circuler dans le circuit imprimé et de provoquer des dommages ; empêcher les champs magnétiques externes d’endommager le circuit imprimé ; éviter les dommages causés par les champs électrostatiques.

Dans la conception réelle des circuits, nous utiliserons une ou plusieurs des méthodes suivantes pour la protection électrostatique :

1

Diodes à avalanche pour la protection électrostatique
C’est aussi une méthode souvent utilisée en conception. Une approche typique consiste à connecter une diode à avalanche à la terre en parallèle sur la ligne de signal clé. Cette méthode consiste à utiliser la diode à avalanche pour répondre rapidement et avoir la capacité de stabiliser le serrage, ce qui peut consommer la haute tension concentrée en peu de temps pour protéger la carte de circuit imprimé.

2

Utilisez des condensateurs haute tension pour la protection des circuits
Dans cette approche, des condensateurs céramiques avec une tension de tenue d'au moins 1,5 KV sont généralement placés dans le connecteur E/S ou à la position du signal clé, et la ligne de connexion est aussi courte que possible afin de réduire l'inductance de la connexion. doubler. Si un condensateur à faible tension de tenue est utilisé, cela endommagera le condensateur et perdra sa protection.

3

Utilisez des billes de ferrite pour la protection des circuits
Les billes de ferrite peuvent très bien atténuer le courant ESD et peuvent également supprimer le rayonnement. Face à deux problèmes, une perle de ferrite est un très bon choix.

4

Méthode d'éclateur
Cette méthode est visible dans un morceau de matériau. La méthode spécifique consiste à utiliser du cuivre triangulaire avec les pointes alignées les unes avec les autres sur la couche de ligne microruban composée de cuivre. Une extrémité du cuivre triangulaire est connectée à la ligne de signal et l'autre est le cuivre triangulaire. Connectez-vous au sol. Lorsqu'il y a de l'électricité statique, cela produira une décharge brutale et consommera de l'énergie électrique.

5

Utilisez la méthode du filtre LC pour protéger le circuit
Le filtre composé de LC peut réduire efficacement l'électricité statique à haute fréquence entrant dans le circuit. La caractéristique de réactance inductive de l'inducteur est efficace pour empêcher les ESD haute fréquence de pénétrer dans le circuit, tandis que le condensateur dérive l'énergie haute fréquence de l'ESD vers la terre. Dans le même temps, ce type de filtre peut également lisser le bord du signal et réduire l'effet RF, et les performances ont été encore améliorées en termes d'intégrité du signal.

6

Carte multicouche pour protection ESD
Lorsque les fonds le permettent, le choix d’une carte multicouche est également un moyen efficace de prévenir les décharges électrostatiques. Dans la carte multicouche, comme il y a un plan de masse complet proche de la trace, cela peut permettre à l'ESD de se coupler plus rapidement au plan à faible impédance, et ainsi de protéger le rôle des signaux clés.

7

Procédé pour laisser une bande de protection en périphérie de la loi de protection des circuits imprimés
Cette méthode consiste généralement à tracer des traces autour du circuit imprimé sans couche de soudure. Lorsque les conditions le permettent, connectez la trace au boîtier. Dans le même temps, il convient de noter que la trace ne peut pas former une boucle fermée, afin de ne pas former une antenne cadre et causer davantage de problèmes.

8

Utilisez des appareils CMOS ou TTL avec des diodes de serrage pour la protection des circuits
Cette méthode utilise le principe d’isolation pour protéger le circuit imprimé. Étant donné que ces dispositifs sont protégés par des diodes de serrage, la complexité de la conception est réduite dans la conception même du circuit.

9

Utiliser des condensateurs de découplage
Ces condensateurs de découplage doivent avoir de faibles valeurs ESL et ESR. Pour les ESD basse fréquence, les condensateurs de découplage réduisent la surface de boucle. En raison de l'effet de son ESL, la fonction électrolytique est affaiblie, ce qui permet de mieux filtrer l'énergie haute fréquence. .

En bref, bien que l'ESD soit terrible et puisse même entraîner de graves conséquences, ce n'est qu'en protégeant les lignes d'alimentation et de signal sur le circuit que l'on peut efficacement empêcher le courant ESD de circuler dans le PCB. Parmi eux, mon patron disait souvent que « les bonnes bases d’une planche sont reines ». J'espère que cette phrase pourra également vous apporter l'effet de briser la lucarne.