Z wyników testu różnych produktów stwierdzono, że ten ESD jest bardzo ważnym testem: jeśli płyta drukowana nie jest dobrze zaprojektowana, po wprowadzeniu elektryczności statycznej spowoduje awarię produktu lub nawet uszkodzenie komponentów. W przeszłości zauważyłem tylko, że ESD uszkodzi komponenty, ale nie spodziewałem się wystarczającej uwagi na produkty elektroniczne.

ESD często nazywamy wyładowaniem elektro-statycznym. Na podstawie wyuczonej wiedzy można wiadomo, że elektryczność statyczna jest zjawiskiem naturalnym, które zwykle generuje poprzez kontakt, tarcie, indukcję między urządzeniami elektrycznymi itp. Jest charakteryzuje się długoterminowym akumulacją i wysokim napięciem (może generować tysiące woltów, a nawet dziesiątki tysięcy woltów elektryczności statycznej)), niski czas, niski czas działania i krótkie czas działania. W przypadku produktów elektronicznych, jeśli projekt ESD nie jest dobrze zaprojektowany, działanie produktów elektronicznych i elektrycznych jest często niestabilne lub nawet uszkodzone.

Podczas wykonywania testów rozładowania ESD zwykle stosuje się dwie metody: kontakt z rozładowaniem i rozładowaniem powietrza.

Wyładowanie kontaktowe polega na bezpośrednim rozładowaniu testowanego sprzętu; Wyładowanie powietrza nazywane jest również rozładowaniem pośrednim, który jest generowany przez sprzężenie silnego pola magnetycznego z sąsiednimi pętlami prądowymi. Napięcie testowe dla tych dwóch testów wynosi na ogół 2KV-8KV, a wymagania są różne w różnych regionach. Dlatego przed zaprojektowaniem musimy najpierw ustalić rynek produktu.

Powyższe dwie sytuacje są podstawowymi testami produktów elektronicznych, które nie mogą działać z powodu elektryfikacji ludzkiego ciała lub innych powodów, gdy ciało ludzkie kontaktuje się z produktami elektronicznymi. Poniższy rysunek pokazuje statystyki wilgotności powietrznej niektórych regionów w różnych miesiącach roku. Z liczby można zobaczyć, że Lasvegas ma najmniejszą wilgotność przez cały rok. Produkty elektroniczne w tym obszarze powinny zwrócić szczególną uwagę na ochronę ESD.

Warunki wilgotności różnią się w różnych częściach świata, ale jednocześnie w regionie, jeśli wilgotność powietrza nie jest taka sama, wytwarzana statyczna energia elektryczna jest również inna. Poniższa tabela to zebrane dane, z których można zauważyć, że statyczna energia elektryczna rośnie wraz ze spadkiem wilgotności powietrza. To również pośrednio wyjaśnia powód, dla którego statyczne iskry wygenerowane podczas zdejmowania swetra w północnej zimie są bardzo duże. "

Ponieważ elektryczność statyczna jest tak wielkim zagrożeniem, jak możemy ją chronić? Podczas projektowania ochrony elektrostatycznej zwykle dzielimy ją na trzy etapy: zapobiegaj przepływowi ładunków zewnętrznych do płytki drukowanej i powoduje uszkodzenia; Zapobiegaj uszkodzeniu płytki obwodu zewnętrznych pól magnetycznych; Zapobiegaj uszkodzeniom pola elektrostatycznym.

W faktycznym konstrukcji obwodu użyjemy jednej lub więcej z następujących metod ochrony elektrostatycznej:

1

Diody lawinowe do ochrony elektrostatycznej
Jest to również metoda często stosowana w projektowaniu. Typowym podejściem jest połączenie diody lawinowej do ziemi równolegle na linii sygnału kluczowego. Ta metoda polega na użyciu diody lawinowej do szybkiego reagowania i możliwości stabilizacji zacisku, które może zużywać skoncentrowane wysokie napięcie w krótkim czasie w celu ochrony płytki drukowanej.

2

Użyj kondensatorów wysokiego napięcia do ochrony obwodu
W tym podejściu kondensatory ceramiczne o napięciu wytrzymałości co najmniej 1,5 kV są zwykle umieszczane w złączu we/wy lub w pozycji sygnału kluczowego, a linia połączenia jest tak krótka, jak to możliwe, aby zmniejszyć indukcyjność linii połączenia. Jeśli zastosowany zostanie kondensator o niskim napięciu wytrzymałym, spowoduje uszkodzenie kondensatora i straci ochronę.

3

Użyj ferrytu do ochrony obwodu
Kulki ferrytowe mogą bardzo dobrze osłabić prąd ESD, a także mogą tłumić promieniowanie. W obliczu dwóch problemów ferrytowy koralik jest bardzo dobrym wyborem.

4

Metoda Spark Gap
Ta metoda jest widoczna w kawałku materiału. Specyficzną metodą jest użycie trójkątnej miedzi z końcówkami wyrównanymi ze sobą na warstwie linii mikropaskowej złożonej z miedzi. Jeden koniec trójkątnej miedzi jest podłączony do linii sygnału, a drugi to trójkątna miedź. Połącz się z ziemią. Gdy będzie statyczna energia elektryczna, wytwarza ostre wyładowanie i zużyje energię elektryczną.

5

Użyj metody filtra LC, aby chronić obwód
Filtr złożony z LC może skutecznie zmniejszyć elektryczność statyczną o wysokiej częstotliwości wchodząc do obwodu. Reaktancja indukcyjna charakterystyczna indukcyjna jest dobra w hamowaniu ESD o wysokiej częstotliwości przed wejściem do obwodu, podczas gdy kondensator zaskakuje energię wysokiej częstotliwości ESD na ziemię. Jednocześnie ten rodzaj filtra może również wygładzić krawędź sygnału i zmniejszyć efekt RF, a wydajność została dodatkowo ulepszona pod względem integralności sygnału.

6

Board wielowarstwowy dla ochrony ESD
Gdy na to pozwala na to fundusze, wybór tablicy wielowarstwowej jest również skutecznym sposobem zapobiegania ESD. Na tablicy wielowarstwowej, ponieważ w pobliżu śladu znajduje się kompletna płaszczyzna uziemienia, może to sprawić, że para ESD do płaszczyzny o niskiej impedancji szybciej, a następnie chronić rolę kluczowych sygnałów.

7

Metoda pozostawienia pasma ochronnego na peryferiach ustawy o ochronie tablicy obwodów
Ta metoda polega zwykle na rysowaniu śladów wokół płytki drukowanej bez warstwy spawalniczej. Gdy warunki pozwalają, połącz ślad z obudową. Jednocześnie należy zauważyć, że ślad nie może tworzyć pętli zamkniętej, aby nie tworzyć anteny pętli i powodować większe kłopoty.

8

Użyj urządzeń CMOS lub urządzeń TTL z diodami zaciskowymi do ochrony obwodu
Ta metoda wykorzystuje zasadę izolacji do ochrony płytki drukowanej. Ponieważ urządzenia te są chronione przez diody zaciskowe, złożoność projektu jest zmniejszona w faktycznym projekcie obwodu.

9

Użyj oddzieleni kondensatorów
Te kondensatory odsprzęgające muszą mieć niskie wartości ESL i ESR. W przypadku ESD o niskiej częstotliwości kondensatory odsprzęgające zmniejszają obszar pętli. Ze względu na wpływ ESL funkcja elektrolitu jest osłabiona, która może lepiej filtrować energię o wysokiej częstotliwości. .

Krótko mówiąc, chociaż ESD jest okropne, a nawet może przynieść poważne konsekwencje, ale tylko poprzez ochronę mocy i linii sygnałowych na obwodzie może skutecznie zapobiec przepływowi prądu ESD do PCB. Wśród nich mój szef często mówił, że „dobrym uzasadnieniem zarządu jest król”. Mam nadzieję, że to zdanie może również przynieść efekt złamania świetliki.