სხვადასხვა პროდუქტის ტესტის შედეგებიდან დადგინდა, რომ ეს ESD არის ძალიან მნიშვნელოვანი ტესტი: თუ მიკროსქემის დაფა კარგად არ არის შემუშავებული, როდესაც სტატიკური ელექტროენერგია შემოიღებს, ეს გამოიწვევს პროდუქტის ავარიას ან თუნდაც კომპონენტებს. წარსულში მხოლოდ მე შევამჩნიე, რომ ESD დააზიანებს კომპონენტებს, მაგრამ არ ველოდი, რომ საკმარისი ყურადღება მივაქციე ელექტრონულ პროდუქტებს.
ESD არის ის, რასაც ჩვენ ხშირად ვუწოდებთ ელექტრო-სტატიკურ გამონადენს. მიღებული ცოდნიდან, შეიძლება ცნობილი იყოს, რომ სტატიკური ელექტროენერგია ბუნებრივი ფენომენია, რომელიც ჩვეულებრივ წარმოიქმნება კონტაქტის, ხახუნის, ელექტრული მოწყობილობებს შორის ინდუქციის გზით და ა.შ., იგი ხასიათდება გრძელვადიანი დაგროვებითა და მაღალი ძაბვით (შეიძლება წარმოქმნას ათასობით ვოლტი ან თუნდაც ათასობით ვოლტიანი ელექტროენერგია)), დაბალი ენერგია, დაბალი მიმდინარე და მოკლე მოქმედება. ელექტრონული პროდუქტებისთვის, თუ ESD დიზაინი კარგად არ არის შემუშავებული, ელექტრონული და ელექტრული პროდუქტების მოქმედება ხშირად არასტაბილური ან დაზიანებულია.
ჩვეულებრივ, ორი მეთოდი გამოიყენება ESD გამონადენის ტესტების ჩატარებისას: საკონტაქტო გამონადენი და ჰაერის გამონადენი.
საკონტაქტო გამონადენი არის უშუალოდ განთავისუფლება ტესტის ქვეშ მყოფი აღჭურვილობის; ჰაერის გამონადენს ასევე ეწოდება არაპირდაპირი გამონადენი, რომელიც წარმოიქმნება ძლიერი მაგნიტური ველის დაწყვილებით მიმდებარე დენის მარყუჟებთან. ამ ორი ტესტის ტესტის ძაბვა ზოგადად არის 2KV-8KV, ხოლო მოთხოვნები განსხვავებულია სხვადასხვა რეგიონში. ამიტომ, დიზაინის დაწყებამდე, პირველ რიგში უნდა გავარკვიოთ პროდუქტის ბაზარი.
ზემოხსენებული ორი სიტუაციაა ელექტრონული პროდუქტების ძირითადი ტესტები, რომლებიც ვერ იმუშავებენ ადამიანის სხეულის ელექტრიფიკაციის ან სხვა მიზეზების გამო, როდესაც ადამიანის სხეული შედის ელექტრონულ პროდუქტებთან კონტაქტში. ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს ზოგიერთი რეგიონის ჰაერის ტენიანობის სტატისტიკას წლის სხვადასხვა თვეში. ფიგურიდან ჩანს, რომ ლაზვეგას ყველაზე ნაკლები ტენიანობა აქვს მთელი წლის განმავლობაში. ამ სფეროში ელექტრონულმა პროდუქტებმა განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიაქციოს ESD- ს დაცვას.
ტენიანობის პირობები განსხვავებულია მსოფლიოს სხვადასხვა კუთხეში, მაგრამ ამავე დროს რეგიონში, თუ ჰაერის ტენიანობა არ არის იგივე, წარმოქმნილი სტატიკური ელექტროენერგია ასევე განსხვავებულია. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია შეგროვებული მონაცემები, საიდანაც ჩანს, რომ სტატიკური ელექტროენერგია იზრდება, რადგან ჰაერის ტენიანობა მცირდება. ეს ასევე ირიბად განმარტავს იმ მიზეზს, რის გამოც ჩრდილოეთ ზამთარში სვიტერის ამოღებისას წარმოქმნილი სტატიკური ნაპერწკლები ძალიან დიდია. ”
ვინაიდან სტატიკური ელექტროენერგია ასეთი დიდი საშიშროებაა, როგორ დავიცვათ იგი? ელექტროსტატიკური დაცვის შექმნისას, ჩვენ ჩვეულებრივ ვყოფთ მას სამ ნაბიჯად: თავიდან ავიცილოთ გარე ბრალდება მიკროსქემის დაფაზე მიედინება და ზიანი მიაყენოს; თავიდან აიცილოთ გარე მაგნიტური ველები მიკროსქემის დაფის დაზიანებისგან; თავიდან აიცილოთ დაზიანება ელექტროსტატიკური ველებიდან.
რეალურ წრეში დიზაინში, ჩვენ გამოვიყენებთ შემდეგი ან რამდენიმე შემდეგი მეთოდით ელექტროსტატიკური დაცვისთვის:
1
ელექტროსტატიკური დაცვის ზვავი დიოდები
ეს ასევე არის მეთოდი, რომელიც ხშირად გამოიყენება დიზაინში. ტიპიური მიდგომაა ზვავის დიოდის მიწასთან დაკავშირება ძირითადი სიგნალის ხაზის პარალელურად. ეს მეთოდი არის ზვავის დიოდის გამოყენება, რომ სწრაფად რეაგირება მოახდინოს და ჰქონდეს ჩაკეტვის სტაბილიზაციის უნარი, რომელსაც შეუძლია მოკლე დროში მოიხმაროს კონცენტრირებული მაღალი ძაბვა, რათა დაიცვას მიკროსქემის დაფა.
2
გამოიყენეთ მაღალი ძაბვის კონდენსატორები მიკროსქემის დასაცავად
ამ მიდგომით, კერამიკული კონდენსატორები, რომელთაც უძლური ძაბვა აქვთ მინიმუმ 1.5kV, ჩვეულებრივ მოთავსებულია I/O კონექტორში ან საკვანძო სიგნალის პოზიციაზე, ხოლო კავშირის ხაზი რაც შეიძლება მოკლეა, რათა შეამციროს კავშირის ხაზის ინდუქცია. თუ Capacitor, რომელსაც აქვს გაუძლოს ძაბვა, ეს გამოიწვევს კონდენსატორის დაზიანებას და დაკარგავს დაცვას.
3
გამოიყენეთ Ferrite მძივები წრიული დასაცავად
Ferrite მძივებს შეუძლიათ ძალიან კარგად შეამცირონ ESD მიმდინარე და ასევე შეუძლიათ ჩახშობის გამოსხივება. ორი პრობლემის მოგვარებისას, Ferrite Bead ძალიან კარგი არჩევანია.
4
Spark Gap მეთოდი
ეს მეთოდი ჩანს მასალის ნაჭერში. სპეციფიკური მეთოდია სამკუთხა სპილენძის გამოყენება, რომელზეც ერთმანეთთან შეესაბამება რჩევები, სპილენძისგან შედგენილი მიკროტრიპული ხაზის ფენაზე. სამკუთხა სპილენძის ერთი ბოლო უკავშირდება სიგნალის ხაზს, ხოლო მეორე - სამკუთხა სპილენძი. დაუკავშირდით მიწას. როდესაც არსებობს სტატიკური ელექტროენერგია, ის წარმოქმნის მკვეთრ გამონადენს და მოიხმარს ელექტრო ენერგიას.
5
გამოიყენეთ LC ფილტრის მეთოდი მიკროსქემის დასაცავად
LC- სგან შემდგარი ფილტრი შეიძლება ეფექტურად შეამციროს მაღალი სიხშირის სტატიკური ელექტროენერგია წრეში შესვლისგან. ინდუქტორისთვის ინდუქციური რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაქტიული რეაგირების მაღალი სიხშირე ESD– ს ინჰიბირებას ახდენს წრეში შესვლისგან, ხოლო კონდენსატორები ატარებს ESD– ის მაღალ სიხშირე ენერგიას მიწაზე. ამავე დროს, ამ ტიპის ფილტრს ასევე შეუძლია შეამციროს სიგნალის ზღვარი და შეამციროს RF ეფექტი, ხოლო შესრულება კიდევ უფრო გაუმჯობესდა სიგნალის მთლიანობის თვალსაზრისით.
6
Multilayer Board for ESD დაცვისთვის
სახსრების ნებართვისას, მრავალმხრივი დაფის არჩევა ასევე ეფექტური საშუალებაა ESD– ს თავიდან ასაცილებლად. მრავალ ფენის ფორუმში, რადგან კვალთან ახლოს არის სრული მიწის ნაკვეთი, ამან შეიძლება ESD წყვილი უფრო სწრაფად მიაყენოს დაბალი წინაღობის თვითმფრინავში, შემდეგ კი დაიცვას ძირითადი სიგნალების როლი.
7
დამცავი ჯგუფის დატოვების მეთოდი წრიული საბჭოს დაცვის კანონის პერიფერიაზე
ეს მეთოდი, როგორც წესი, არის კვალიფიკაციის გასაფორმებლად წრიული დაფის გარშემო შედუღების ფენის გარეშე. როდესაც პირობები იძლევა, დააკავშირეთ კვალი საცხოვრებლისკენ. ამავდროულად, უნდა აღინიშნოს, რომ კვალი ვერ ქმნის დახურულ მარყუჟს, ისე, რომ არ შექმნას მარყუჟის ანტენა და უფრო დიდი უბედურება გამოიწვიოს.
8
გამოიყენეთ CMOS მოწყობილობები ან TTL მოწყობილობები წრიული დიოდების დამაგრების დიოდებით
ეს მეთოდი იყენებს იზოლაციის პრინციპს მიკროსქემის დაფის დასაცავად. იმის გამო, რომ ეს მოწყობილობები დაცულია დიოდების გადახურებით, დიზაინის სირთულე მცირდება ფაქტობრივი წრის დიზაინში.
9
გამოიყენეთ Decoupling კონდენსატორები
ამ განლაგების კონდენსატორებს უნდა ჰქონდეთ დაბალი ESL და ESR მნიშვნელობები. დაბალი სიხშირის ESD– სთვის, განლაგების კონდენსატორები ამცირებენ მარყუჟის არეალს. მისი ESL– ის ეფექტის გამო, ელექტროლიტების ფუნქცია დასუსტებულია, რომელსაც უკეთესად შეუძლია გააფილოს მაღალი სიხშირის ენერგია. .
მოკლედ რომ ვთქვათ, მიუხედავად იმისა, რომ ESD საშინელებაა და შეიძლება სერიოზული შედეგებიც კი მოიტანოს, მაგრამ მხოლოდ მიკროსქემზე ენერგიისა და სიგნალის ხაზების დაცვით შეუძლია ეფექტურად შეუშალოს ESD დენის PCB- ში მიედინება. მათ შორის, ჩემი ბოსი ხშირად ამბობდა, რომ ”დაფის კარგი საფუძველია მეფე”. ვიმედოვნებ, რომ ამ წინადადებას ასევე შეუძლია მოგიტანოთ შუქურის დაშლის ეფექტი.
