A különböző termékek vizsgálati eredményeiből kiderül, hogy ez az ESD egy nagyon fontos teszt: ha az áramköri kártya nincs jól megtervezve, akkor statikus elektromosság hatására a termék összeomlik, vagy akár károsíthatja az alkatrészeket.Régebben csak azt vettem észre, hogy az ESD károsítja az alkatrészeket, de arra nem számítottam, hogy kellő figyelmet fordítok az elektronikai termékekre.
Az ESD-t gyakran elektrosztatikus kisülésnek nevezzük.A tanult ismeretek alapján tudható, hogy a statikus elektromosság természetes jelenség, amely általában érintkezés, súrlódás, elektromos készülékek közötti indukció stb. során keletkezik. Jellemzője a hosszan tartó felhalmozódás és a magas feszültség (több ezer voltot képes generálni). vagy akár több tízezer voltos statikus elektromosság) ), alacsony teljesítmény, alacsony áramerősség és rövid működési idő.Az elektronikai termékek esetében, ha az ESD kialakítása nem megfelelő, az elektronikai és elektromos termékek működése gyakran instabil vagy akár megsérül.
Az ESD kisülési tesztek elvégzésekor általában két módszert alkalmaznak: az érintkező kisülést és a levegő kisülést.
Az érintkező kisülés a vizsgált berendezés közvetlen kisütését jelenti;a légkisülést közvetett kisülésnek is nevezik, amely erős mágneses tér szomszédos áramhurokhoz való kapcsolásával jön létre.A két teszt tesztfeszültsége általában 2KV-8KV, és a követelmények eltérőek a különböző régiókban.Ezért a tervezés előtt először meg kell találnunk a termék piacát.
A fenti két helyzet alapvető tesztje az olyan elektronikai termékeknek, amelyek nem működnek az emberi test villamosítása vagy egyéb okok miatt, amikor az emberi test érintkezésbe kerül elektronikus termékekkel.Az alábbi ábra egyes régiók levegő páratartalmi statisztikáit mutatja az év különböző hónapjaiban.Az ábrán látható, hogy Lasvegasban van a legkevesebb páratartalom egész évben.Ezen a területen az elektronikus termékeknek különös figyelmet kell fordítaniuk az ESD-védelemre.
A páratartalom a világ különböző részein eltérő, ugyanakkor egy régióban, ha a levegő páratartalma nem azonos, a keletkező statikus elektromosság is eltérő.Az alábbi táblázat az összegyűjtött adatokat tartalmazza, amelyekből látható, hogy a levegő páratartalmának csökkenésével a statikus elektromosság nő.Ez közvetve azt is magyarázza, hogy az északi télen a pulóver levételekor nagyon nagyok a statikus szikrák."
Mivel a statikus elektromosság nagy veszélyt jelent, hogyan védhetjük meg?Az elektrosztatikus védelem kialakításakor általában három lépésre osztjuk: megakadályozzuk, hogy külső töltések áramoljanak be az áramköri lapba, és ne okozzanak károkat;megakadályozza, hogy a külső mágneses mezők károsítsák az áramköri lapot;megakadályozza az elektrosztatikus mezők okozta károkat.
A tényleges áramkör-tervezés során az alábbi módszerek közül egyet vagy többet fogunk alkalmazni az elektrosztatikus védelemre:
1
Lavina diódák az elektrosztatikus védelemhez
Ezt a módszert is gyakran használják a tervezésben.Egy tipikus megközelítés az, hogy egy lavinadiódát párhuzamosan csatlakoztatnak a földhöz a kulcsjelvezetéken.Ez a módszer a lavinadióda használata a gyors reagáláshoz, és képes stabilizálni a rögzítést, ami rövid időn belül felemészti a koncentrált nagyfeszültséget az áramköri kártya védelmére.
2
Az áramkör védelmére használjon nagyfeszültségű kondenzátorokat
Ennél a megközelítésnél az I/O csatlakozóba vagy a kulcsjel helyzetébe általában legalább 1,5KV-os ellenállási feszültségű kerámia kondenzátorokat helyeznek el, és a csatlakozás induktivitásának csökkentése érdekében a csatlakozó vezeték a lehető legrövidebb legyen. vonal.Ha alacsony ellenállási feszültségű kondenzátort használ, az károsítja a kondenzátort és elveszíti a védelmét.
3
Használjon ferrit gyöngyöket az áramkör védelmére
A ferrit gyöngyök nagyon jól csillapítják az ESD áramot, és elnyomják a sugárzást is.Ha két problémával szembesül, a ferritgyöngy nagyon jó választás.
4
Szikraköz módszer
Ez a módszer egy anyagon látható.A speciális módszer az, hogy háromszög alakú rezet használnak úgy, hogy a csúcsok egymáshoz igazodjanak a rézből álló mikrocsíkos vonalrétegen.A háromszög alakú réz egyik vége a jelvezetékhez csatlakozik, a másik pedig a háromszög alakú réz.Csatlakoztassa a földhöz.Statikus elektromosság esetén éles kisülést okoz, és elektromos energiát fogyaszt.
5
Használja az LC szűrő módszerét az áramkör védelmére
Az LC-ből álló szűrő hatékonyan csökkentheti az áramkörbe jutó nagyfrekvenciás statikus elektromosságot.Az induktor induktív reaktancia karakterisztikája jól megakadályozza a nagyfrekvenciás ESD bejutását az áramkörbe, míg a kondenzátor az ESD nagyfrekvenciás energiáját a földre söntöli.Ugyanakkor az ilyen típusú szűrő a jel szélét is simíthatja és csökkentheti az RF hatást, és a teljesítmény tovább javult a jel integritása szempontjából.
6
Többrétegű tábla az ESD védelemhez
Ha a pénzeszközök megengedik, a többrétegű tábla kiválasztása is hatékony eszköz az ESD megelőzésére.A többrétegű kártyában, mivel a nyomvonal közelében egy komplett alapsík található, ez gyorsabban kapcsolhatja az ESD-t az alacsony impedanciájú síkhoz, és ezzel megvédheti a kulcsjelek szerepét.
7
Védősáv elhagyásának módja az áramköri lap védelmi törvényének perifériáján
Ez a módszer általában az áramköri kártya körüli nyomok rajzolása hegesztőréteg nélkül.Ha a körülmények lehetővé teszik, csatlakoztassa a nyomvonalat a házhoz.Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a nyom nem képezhet zárt hurkot, hogy ne képezzen hurokantennát és ne okozzon nagyobb bajt.
8
Használjon CMOS eszközöket vagy TTL eszközöket szorító diódákkal az áramkör védelmére
Ez a módszer a leválasztás elvét használja az áramköri kártya védelmére.Mivel ezeket az eszközöket szorítódiódák védik, a tervezés bonyolultsága csökken az áramkör tényleges kialakításában.
9
Használjon leválasztó kondenzátorokat
Ezeknek a leválasztó kondenzátoroknak alacsony ESL- és ESR-értékekkel kell rendelkezniük.Alacsony frekvenciájú ESD esetén a leválasztó kondenzátorok csökkentik a hurok területét.Az ESL hatása miatt az elektrolit funkció gyengül, ami jobban ki tudja szűrni a nagyfrekvenciás energiát..
Röviden, bár az ESD szörnyű, és akár súlyos következményekkel is járhat, de csak az áramkör táp- és jelvezetékeinek védelmével lehet hatékonyan megakadályozni, hogy az ESD áram befolyjon a NYÁK-ba.Közülük a főnököm gyakran mondta, hogy „a tábla jó alapozása a király”.Remélem, ez a mondat a tetőablak betörésének hatását is meghozza.