さまざまな製品のテスト結果から、この ESD は非常に重要なテストであることがわかります。回路基板が適切に設計されていない場合、静電気が発生すると、製品がクラッシュしたり、コンポーネントが損傷したりする可能性があります。以前は、ESD がコンポーネントに損傷を与えることだけを認識していましたが、電子製品に対して十分な注意を払うとは予想していませんでした。
ESD は、私たちがよく静電気放電と呼ぶものです。学んだ知識から、静電気は自然現象であり、通常、電気製品間の接触、摩擦、誘導などによって発生することがわかります。静電気は、長期間蓄積し、高電圧（数千ボルトを発生する可能性があります）を特徴とします。または数万ボルトの静電気））、低電力、低電流、および短い動作時間。電子製品の場合、ESD 設計が適切に設計されていないと、電子製品や電気製品の動作が不安定になったり、損傷したりすることがあります。
ESD 放電試験を行う場合、通常、接触放電と気中放電の 2 つの方法が使用されます。
接触放電は、試験対象の機器を直接放電することです。空中放電は間接放電とも呼ばれ、隣接する電流ループに強い磁界が結合することによって発生します。これら 2 つのテストのテスト電圧は通常 2KV ～ 8KV で、要件は地域によって異なります。したがって、設計する前に、まず製品の市場を把握する必要があります。
上記の 2 つの状況は、人体が電子製品に接触した場合、人体帯電などの理由で動作しなくなる電子製品に対する基本的なテストです。以下の図は、1 年のさまざまな月におけるいくつかの地域の空気湿度統計を示しています。この図から、ラスベガスが年間を通じて最も湿度が低いことがわかります。この分野の電子製品は、ESD 保護に特別な注意を払う必要があります。
湿度条件は世界の地域によって異なりますが、同時に、地域によって空気の湿度が同じでなければ、発生する静電気も異なります。次の表は収集されたデータであり、空気湿度が低下すると静電気が増加することがわかります。これは、北国の冬にセーターを脱ぐときに発生する静電気の火花が非常に大きい理由も間接的に説明します。「
静電気は非常に危険なので、どうすれば静電気を防ぐことができるでしょうか?静電気保護を設計する場合、通常、それを 3 つのステップに分けます。外部電荷が回路基板に流れ込んで損傷を引き起こすのを防ぎます。外部磁場による回路基板の損傷を防ぎます。静電界による損傷を防ぎます。
実際の回路設計では、静電気保護のために次の 1 つまたは複数の方法を使用します。
1
静電気保護用のアバランシェ ダイオード
これもデザインでよく使われる手法です。典型的なアプローチは、アバランシェ ダイオードをキー信号ライン上で並列にグランドに接続することです。この方法は、アバランシェ ダイオードを使用して迅速に応答し、クランプを安定させる機能を備えており、集中した高電圧を短時間で消費して回路基板を保護します。
2
回路保護のために高電圧コンデンサを使用する
このアプローチでは、通常、少なくとも 1.5KV の耐電圧を持つセラミック コンデンサが I/O コネクタまたはキー信号の位置に配置され、接続のインダクタンスを低減するために接続ラインはできるだけ短くなります。ライン。耐圧の低いコンデンサを使用するとコンデンサが破損し、保護機能が失われることがあります。
3
回路保護にはフェライトビーズを使用
フェライト ビーズは ESD 電流を非常によく減衰させることができ、また放射を抑制することもできます。2 つの問題に直面した場合、フェライト ビーズは非常に良い選択です。
4
スパークギャップ方式
この手法は、ある資料に見られます。具体的な方法としては、銅からなるマイクロストリップライン層上に、先端を揃えた三角形の銅を使用する。三角形の銅線の一端は信号線に接続され、もう一端は三角形の銅線です。地面に接続してください。静電気が発生すると急激な放電が発生し、電気エネルギーを消費します。
5
LCフィルター方式を使用して回路を保護します
LCで構成されたフィルタは、回路に侵入する高周波静電気を効果的に低減します。インダクタの誘導リアクタンス特性は、高周波 ESD が回路に侵入するのを防ぐのに優れていますが、コンデンサは ESD の高周波エネルギーをグランドに分流します。同時に、このタイプのフィルターは信号のエッジを滑らかにして RF 効果を軽減することもでき、信号の完全性の点でパフォーマンスがさらに向上しました。
6
ESD保護用多層基板
資金が許せば、多層基板を選択することも ESD を防ぐ効果的な手段です。多層基板では、トレースの近くに完全なグランド プレーンがあるため、ESD がより迅速に低インピーダンス プレーンに結合し、重要な信号の役割を保護できます。
7
基板保護法外周に保護帯を残す方法
この方法は通常、溶接層を使用せずに回路基板の周囲に配線を描画します。条件が許せば、トレースをハウジングに接続します。同時に、ループアンテナを形成して大きな問題を引き起こさないように、トレースは閉ループを形成できないことに注意する必要があります。
8
回路保護のためにクランプ ダイオードを備えた CMOS デバイスまたは TTL デバイスを使用する
この方法では、絶縁の原理を使用して回路基板を保護します。これらのデバイスはクランプ ダイオードによって保護されているため、実際の回路設計では設計の複雑さが軽減されます。
9
デカップリングコンデンサを使用する
これらのデカップリング コンデンサは、低い ESL および ESR 値を持つ必要があります。低周波 ESD の場合、デカップリング コンデンサによってループ面積が減少します。ESLの効果により電解質の機能が弱まり、高周波エネルギーをより良くフィルタリングできます。。
つまり、ESD は恐ろしいものであり、深刻な結果をもたらす可能性さえありますが、回路上の電源ラインと信号ラインを保護することによってのみ、ESD 電流が PCB に流れるのを効果的に防ぐことができます。その中で、私の上司は「基板の接地性が勝負だ」とよく言っていました。この文章があなたにも天窓を壊す効果をもたらすことを願っています。