Dari hasil pengujian berbagai produk, diketahui bahwa ESD ini merupakan pengujian yang sangat penting: jika papan sirkuit tidak dirancang dengan baik, jika terjadi listrik statis, akan menyebabkan produk mogok atau bahkan merusak komponen. Dulu saya hanya menyadari bahwa ESD akan merusak komponen, namun saya tidak menyangka akan memberikan perhatian yang cukup pada produk elektronik.

ESD sering kita sebut dengan pelepasan Elektro-Statis. Dari ilmu yang dipelajari dapat diketahui bahwa listrik statis merupakan fenomena alam yang biasanya timbul melalui kontak, gesekan, induksi antar peralatan listrik, dan lain-lain. Hal ini ditandai dengan akumulasi jangka panjang dan tegangan tinggi (dapat menghasilkan ribuan volt). atau bahkan puluhan ribu volt listrik statis) ), daya rendah, arus rendah, dan waktu kerja singkat. Untuk produk elektronik, jika desain ESD tidak dirancang dengan baik, seringkali pengoperasian produk elektronik dan kelistrikan tersebut menjadi tidak stabil atau bahkan rusak.

Dua metode yang biasanya digunakan saat melakukan uji pelepasan ESD: pelepasan kontak dan pelepasan udara.

Pelepasan kontak adalah pelepasan langsung peralatan yang diuji; pelepasan udara juga disebut pelepasan tidak langsung, yang dihasilkan oleh penggabungan medan magnet yang kuat ke loop arus yang berdekatan. Tegangan uji untuk kedua pengujian ini umumnya 2KV-8KV, dan persyaratannya berbeda di berbagai wilayah. Oleh karena itu, sebelum mendesain, kita harus mengetahui terlebih dahulu pasar produk tersebut.

Dua situasi di atas merupakan pengujian dasar untuk produk elektronik yang tidak dapat berfungsi karena elektrifikasi tubuh manusia atau sebab lain ketika tubuh manusia bersentuhan dengan produk elektronik. Gambar di bawah menunjukkan statistik kelembaban udara di beberapa wilayah pada bulan yang berbeda dalam setahun. Terlihat dari gambar bahwa Las Vegas memiliki kelembapan paling rendah sepanjang tahun. Produk elektronik di bidang ini harus memberikan perhatian khusus pada perlindungan ESD.

Kondisi kelembapan berbeda-beda di berbagai belahan dunia, namun pada saat yang sama di suatu wilayah, jika kelembapan udara tidak sama maka listrik statis yang dihasilkan juga berbeda. Tabel berikut adalah data yang dikumpulkan, yang menunjukkan bahwa listrik statis meningkat seiring dengan menurunnya kelembaban udara. Hal ini juga secara tidak langsung menjelaskan alasan mengapa percikan api statis yang dihasilkan saat melepas sweter di musim dingin utara sangatlah besar. “

Karena listrik statis merupakan bahaya besar, bagaimana kita dapat melindunginya? Saat merancang proteksi elektrostatis, kami biasanya membaginya menjadi tiga langkah: mencegah muatan eksternal mengalir ke papan sirkuit dan menyebabkan kerusakan; mencegah medan magnet eksternal merusak papan sirkuit; mencegah kerusakan akibat medan elektrostatis.

Dalam desain sirkuit sebenarnya, kita akan menggunakan satu atau lebih metode berikut untuk proteksi elektrostatis:

1

Dioda longsoran untuk perlindungan elektrostatis
Ini juga merupakan metode yang sering digunakan dalam desain. Pendekatan yang umum adalah menghubungkan dioda longsoran ke tanah secara paralel pada jalur sinyal kunci. Cara ini menggunakan dioda avalanche yang merespon dengan cepat dan memiliki kemampuan menstabilkan penjepitan, yang dapat mengkonsumsi tegangan tinggi terkonsentrasi dalam waktu singkat untuk melindungi papan sirkuit.

2

Gunakan kapasitor tegangan tinggi untuk perlindungan sirkuit
Dalam pendekatan ini, kapasitor keramik dengan tegangan penahan minimal 1,5KV biasanya ditempatkan pada konektor I/O atau posisi sinyal kunci, dan jalur sambungan dibuat sependek mungkin untuk mengurangi induktansi sambungan. garis. Jika digunakan kapasitor dengan tegangan penahan rendah maka akan menyebabkan kerusakan pada kapasitor dan kehilangan proteksinya.

3

Gunakan manik-manik ferit untuk perlindungan sirkuit
Manik-manik ferit dapat melemahkan arus ESD dengan sangat baik dan juga dapat menekan radiasi. Ketika dihadapkan pada dua masalah, manik ferit adalah pilihan yang sangat baik.

4

Metode celah percikan
Cara ini terlihat pada sepotong bahan. Metode spesifiknya adalah dengan menggunakan tembaga segitiga dengan ujung-ujungnya sejajar satu sama lain pada lapisan garis mikrostrip yang terbuat dari tembaga. Salah satu ujung tembaga segitiga dihubungkan ke saluran sinyal, dan ujung lainnya adalah tembaga segitiga. Hubungkan ke tanah. Bila terdapat listrik statis akan menghasilkan debit yang tajam dan memakan energi listrik.

5

Gunakan metode filter LC untuk melindungi sirkuit
Filter yang terdiri dari LC dapat secara efektif mengurangi listrik statis frekuensi tinggi yang memasuki sirkuit. Karakteristik reaktansi induktif induktor baik dalam menghambat ESD frekuensi tinggi memasuki rangkaian, sedangkan kapasitor mengalihkan energi ESD frekuensi tinggi ke tanah. Pada saat yang sama, filter jenis ini juga dapat memperhalus tepi sinyal dan mengurangi efek RF, dan kinerjanya semakin ditingkatkan dalam hal integritas sinyal.

6

Papan multilayer untuk perlindungan ESD
Jika dana memungkinkan, memilih papan multilayer juga merupakan cara yang efektif untuk mencegah ESD. Pada papan multi-lapis, karena terdapat bidang tanah lengkap di dekat jejak, hal ini dapat membuat pasangan ESD ke bidang impedansi rendah lebih cepat, dan kemudian melindungi peran sinyal-sinyal utama.

7

Metode meninggalkan pita pelindung di pinggiran hukum perlindungan papan sirkuit
Cara ini biasanya dengan menggambar jejak di sekeliling papan sirkuit tanpa lapisan las. Jika kondisi memungkinkan, sambungkan jejak ke rumahan. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa jejak tidak dapat membentuk lingkaran tertutup, agar tidak membentuk antena lingkaran dan menimbulkan masalah yang lebih besar.

8

Gunakan perangkat CMOS atau perangkat TTL dengan dioda penjepit untuk perlindungan sirkuit
Metode ini menggunakan prinsip isolasi untuk melindungi papan sirkuit. Karena perangkat ini dilindungi oleh dioda penjepit, kompleksitas desain berkurang pada desain sirkuit sebenarnya.

9

Gunakan kapasitor decoupling
Kapasitor decoupling ini harus memiliki nilai ESL dan ESR yang rendah. Untuk ESD frekuensi rendah, kapasitor decoupling mengurangi area loop. Karena efek ESL-nya, fungsi elektrolit melemah, sehingga dapat menyaring energi frekuensi tinggi dengan lebih baik. .

Singkatnya, meskipun ESD sangat buruk dan bahkan dapat membawa konsekuensi yang serius, tetapi hanya dengan melindungi saluran listrik dan sinyal pada rangkaian dapat secara efektif mencegah arus ESD mengalir ke PCB. Di antara mereka, atasan saya sering berkata bahwa “landasan dewan yang baik adalah rajanya”. Saya harap kalimat ini juga dapat memberi Anda efek memecahkan jendela atap.