სხვადასხვა პროდუქტის ტესტის შედეგებიდან აღმოჩნდა, რომ ეს ESD არის ძალიან მნიშვნელოვანი ტესტი: თუ მიკროსქემის დაფა არ არის კარგად დაპროექტებული, როდესაც სტატიკური ელექტროენერგია შემოდის, ეს გამოიწვევს პროდუქტის ავარიას ან თუნდაც კომპონენტების დაზიანებას. წარსულში მე მხოლოდ ვამჩნევდი, რომ ESD აზიანებდა კომპონენტებს, მაგრამ არ ველოდი, რომ საკმარის ყურადღებას მივაქცევდი ელექტრონულ პროდუქტებს.

ESD არის ის, რასაც ჩვენ ხშირად ვუწოდებთ ელექტროსტატიკურ გამონადენს. მიღებული ცოდნიდან შეიძლება ცნობილი იყოს, რომ სტატიკური ელექტროენერგია ბუნებრივი მოვლენაა, რომელიც ჩვეულებრივ წარმოიქმნება კონტაქტის, ხახუნის, ინდუქციის შედეგად ელექტრომოწყობილობებს შორის და ა.შ. ხასიათდება ხანგრძლივი დაგროვებით და მაღალი ძაბვით (შეიძლება წარმოქმნას ათასობით ვოლტი. ან თუნდაც ათობით ათასი ვოლტი სტატიკური ელექტროენერგია) ), დაბალი სიმძლავრე, დაბალი დენი და მოკლე მოქმედების დრო. ელექტრონული პროდუქტებისთვის, თუ ESD დიზაინი არ არის კარგად შემუშავებული, ელექტრონული და ელექტრო პროდუქტების მუშაობა ხშირად არასტაბილურია ან თუნდაც დაზიანებულია.

ESD გამონადენის ტესტების ჩატარებისას ჩვეულებრივ გამოიყენება ორი მეთოდი: კონტაქტის გამონადენი და ჰაერის გამონადენი.

კონტაქტური გამონადენი არის უშუალოდ შესამოწმებელი აღჭურვილობის განმუხტვა; ჰაერის გამონადენს ასევე უწოდებენ არაპირდაპირ გამონადენს, რომელიც წარმოიქმნება ძლიერი მაგნიტური ველის მიმდებარე დენის მარყუჟებთან შეერთებით. ტესტის ძაბვა ამ ორი ტესტისთვის არის ზოგადად 2KV-8KV და მოთხოვნები განსხვავებულია სხვადასხვა რეგიონში. ამიტომ, სანამ დიზაინს შევქმნით, ჯერ პროდუქტის ბაზარი უნდა გავარკვიოთ.

ზემოაღნიშნული ორი სიტუაცია არის ძირითადი ტესტები ელექტრონული პროდუქტებისთვის, რომლებიც ვერ მუშაობენ ადამიანის სხეულის ელექტრიფიკაციის ან სხვა მიზეზების გამო, როდესაც ადამიანის სხეული ელექტრონულ პროდუქტებთან შედის კონტაქტში. ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ზოგიერთი რეგიონის ჰაერის ტენიანობის სტატისტიკას წლის სხვადასხვა თვეებში. ფიგურიდან ჩანს, რომ ლასვეგასს აქვს ყველაზე ნაკლები ტენიანობა მთელი წლის განმავლობაში. ამ სფეროში ელექტრონულმა პროდუქტებმა განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიაქციონ ESD დაცვას.

ტენიანობის პირობები განსხვავებულია მსოფლიოს სხვადასხვა კუთხეში, მაგრამ ამავე დროს რეგიონში, თუ ჰაერის ტენიანობა არ არის იგივე, წარმოქმნილი სტატიკური ელექტროენერგია ასევე განსხვავებულია. შემდეგი ცხრილი არის შეგროვებული მონაცემები, საიდანაც ჩანს, რომ სტატიკური ელექტროენერგია იზრდება ჰაერის ტენიანობის შემცირებით. ეს ასევე ირიბად ხსნის იმ მიზეზს, თუ რატომ არის ძალიან დიდი ჩრდილოეთ ზამთარში სვიტრის ამოღებისას წარმოქმნილი სტატიკური ნაპერწკლები. "

ვინაიდან სტატიკური ელექტროენერგია ასეთი დიდი საფრთხეა, როგორ დავიცვათ იგი? ელექტროსტატიკური დაცვის დაპროექტებისას მას ჩვეულებრივ ვყოფთ სამ ეტაპად: თავიდან ავიცილოთ გარე მუხტები მიკროსქემის დაფაში ჩაედინება და ზიანის მიყენება; თავიდან აიცილოთ გარე მაგნიტური ველები მიკროსქემის დაფის დაზიანებისგან; ელექტროსტატიკური ველების დაზიანების თავიდან აცილება.

მიკროსქემის ფაქტობრივ დიზაინში, ჩვენ გამოვიყენებთ ერთ ან რამდენიმე შემდეგ მეთოდს ელექტროსტატიკური დაცვისთვის:

1

ზვავის დიოდები ელექტროსტატიკური დაცვისთვის
ეს არის ასევე მეთოდი, რომელიც ხშირად გამოიყენება დიზაინში. ტიპიური მიდგომაა საკვანძო სიგნალის ხაზის პარალელურად მიწასთან ზვავის დიოდის დაკავშირება. ეს მეთოდი არის ზვავის დიოდის გამოყენება სწრაფად რეაგირებისთვის და აქვს უნარი სტაბილიზდეს დამაგრება, რომელსაც შეუძლია მოკლე დროში მოიხმაროს კონცენტრირებული მაღალი ძაბვა მიკროსქემის დაფის დასაცავად.

2

გამოიყენეთ მაღალი ძაბვის კონდენსატორები მიკროსქემის დაცვისთვის
ამ მიდგომით, კერამიკული კონდენსატორები, რომელთა ძაბვა მინიმუმ 1,5 კვ. ხაზი. თუ გამოიყენება კონდენსატორი დაბალი გამძლეობით ძაბვით, ეს გამოიწვევს კონდენსატორის დაზიანებას და დაკარგავს მის დაცვას.

3

გამოიყენეთ ფერიტის მძივები მიკროსქემის დაცვისთვის
ფერიტის მარცვლებს შეუძლიათ ძალიან კარგად შეასუსტონ ESD დენი და ასევე დათრგუნონ რადიაცია. როდესაც ორი პრობლემის წინაშე დგახართ, ფერიტის მძივი ძალიან კარგი არჩევანია.

4

ნაპერწკლის უფსკრული მეთოდი
ეს მეთოდი ჩანს მასალაში. სპეციფიური მეთოდია სამკუთხა სპილენძის გამოყენება სპილენძისგან შემდგარ მიკროზოლის ხაზის ფენით ერთმანეთთან გასწორებული წვერით. სამკუთხა სპილენძის ერთი ბოლო უკავშირდება სასიგნალო ხაზს, ხოლო მეორე არის სამკუთხა სპილენძი. შეაერთეთ მიწაზე. როდესაც არის სტატიკური ელექტროენერგია, ის გამოიმუშავებს მკვეთრ გამონადენს და მოიხმარს ელექტრო ენერგიას.

5

მიკროსქემის დასაცავად გამოიყენეთ LC ფილტრის მეთოდი
LC-ისგან შემდგარ ფილტრს შეუძლია ეფექტურად შეამციროს მაღალი სიხშირის სტატიკური ელექტროენერგია წრეში შესვლისგან. ინდუქტორისთვის დამახასიათებელი ინდუქციური რეაქტიულობა კარგად აფერხებს მაღალი სიხშირის ESD-ს წრეში შესვლისას, ხოლო კონდენსატორი აცილებს ESD-ს მაღალი სიხშირის ენერგიას მიწაზე. ამავდროულად, ამ ტიპის ფილტრს შეუძლია ასევე გაასწოროს სიგნალის კიდეები და შეამციროს RF ეფექტი, ხოლო შესრულება კიდევ უფრო გაუმჯობესდა სიგნალის მთლიანობის თვალსაზრისით.

6

მრავალშრიანი დაფა ESD დაცვისთვის
როდესაც სახსრები იძლევა საშუალებას, მრავალფენიანი დაფის არჩევა ასევე ეფექტური საშუალებაა ESD-ის თავიდან ასაცილებლად. მრავალშრიანი დაფაში, რადგან კვალთან ახლოს არის სრული დამიწის სიბრტყე, ამან შეიძლება ESD წყვილი დააჩქაროს დაბალი წინაღობის სიბრტყემდე და შემდეგ დაიცვას ძირითადი სიგნალების როლი.

7

მიკროსქემის დაფის დაცვის კანონის პერიფერიაზე დამცავი ზოლის დატოვების მეთოდი
ეს მეთოდი ჩვეულებრივ არის მიკროსქემის გარშემო კვალის დახატვა შედუღების ფენის გარეშე. როდესაც პირობები საშუალებას მოგცემთ, დააკავშირეთ კვალი კორპუსს. ამავდროულად, უნდა აღინიშნოს, რომ კვალს არ შეუძლია შექმნას დახურული მარყუჟი, რათა არ შეიქმნას მარყუჟის ანტენა და არ გამოიწვიოს უფრო დიდი უბედურება.

8

გამოიყენეთ CMOS მოწყობილობები ან TTL მოწყობილობები დამჭერი დიოდებით მიკროსქემის დაცვისთვის
ეს მეთოდი იყენებს იზოლაციის პრინციპს მიკროსქემის დაფის დასაცავად. იმის გამო, რომ ეს მოწყობილობები დაცულია დამჭერი დიოდებით, დიზაინის სირთულე მცირდება სქემის რეალურ დიზაინში.

9

გამოიყენეთ გამყოფი კონდენსატორები
ამ გამყოფ კონდენსატორებს უნდა ჰქონდეთ დაბალი ESL და ESR მნიშვნელობები. დაბალი სიხშირის ESD-სთვის, დაწყვილების კონდენსატორები ამცირებენ მარყუჟის არეალს. მისი ESL-ის ეფექტის გამო, ელექტროლიტური ფუნქცია დასუსტებულია, რაც უკეთესად ფილტრავს მაღალი სიხშირის ენერგიას. .

მოკლედ, მართალია ESD საშინელებაა და შეიძლება სერიოზული შედეგებიც კი მოიტანოს, მაგრამ მხოლოდ წრეზე დენის და სიგნალის ხაზების დაცვით შეიძლება ეფექტურად აღკვეთოს ESD დენის შემოდინება PCB-ში. მათ შორის ჩემი უფროსი ხშირად ამბობდა, რომ „დაფის კარგი დასაბუთება მეფეა“. ვიმედოვნებ, რომ ეს წინადადება ასევე მოგიტანთ ფანქრის გატეხვის ეფექტს.