Z výsledkov testov rôznych produktov sa zistilo, že tento ESD je veľmi dôležitý test: ak doska obvodu nie je dobre navrhnutá, keď sa zavedie statická elektrina, spôsobí, že produkt zlyhá alebo dokonca poškodí komponenty. V minulosti som si len všimol, že ESD poškodí komponenty, ale neočakával som, že budem venovať dostatočnú pozornosť elektronickým výrobkom.
ESD je to, čo často nazývame elektro-statický výtok. Z naučených vedomostí je známe, že statická elektrina je prírodný jav, ktorý sa zvyčajne vytvára prostredníctvom kontaktu, trenia, indukcie medzi elektrickými spotrebičmi atď. Je charakterizovaný dlhodobou akumuláciou a vysokým napätím (môže generovať tisíce voltov alebo dokonca desiatok tisícov voltov statickej elektrickej energie)), nízkym napätím, nízkym prúdom a krátkym akčným časom. Pokiaľ ide o elektronické výrobky, ak návrh ESD nie je dobre navrhnutý, prevádzka elektronických a elektrických výrobkov je často nestabilná alebo dokonca poškodená.
Pri skúškach ESD sa zvyčajne používajú dve metódy: Vypúšťanie kontaktu a vypúšťanie vzduchu.
Kontaktné vypúšťanie je priamo vypúšťanie testovaného zariadenia; Vzduchový výtok sa tiež nazýva nepriamy výtok, ktorý je generovaný spojením silného magnetického poľa k susedným prúdovým slučkám. Testovacie napätie pre tieto dva testy je zvyčajne 2KV-8KV a požiadavky sa líšia v rôznych regiónoch. Preto pred navrhovaním musíme najprv zistiť trh s produktom.
Vyššie uvedené dve situácie sú základné testy elektronických výrobkov, ktoré nemôžu fungovať v dôsledku elektrifikácie ľudského tela alebo iných dôvodov, keď ľudské telo príde do kontaktu s elektronickými výrobkami. Nižšie uvedený obrázok ukazuje štatistiku vlhkosti vzduchu niektorých regiónov v rôznych mesiacoch roka. Z obrázku je zrejmé, že Lasvegas má najmenšiu vlhkosť počas celého roka. Elektronické výrobky v tejto oblasti by mali venovať osobitnú pozornosť ochrane ESD.
Podmienky vlhkosti sa líšia v rôznych častiach sveta, ale zároveň v regióne, ak vlhkosť vzduchu nie je rovnaká, generovaná statická elektrina sa tiež líši. Nasledujúca tabuľka sú zozbierané údaje, z ktorých je možné vidieť, že statická elektrina sa zvyšuje so znižovaním vlhkosti vzduchu. To tiež nepriamo vysvetľuje dôvod, prečo sú statické iskry generované pri vyzliekaní sveter v severnej zime veľmi veľké. „
Keďže statická elektrina je také veľké nebezpečenstvo, ako ju môžeme chrániť? Pri navrhovaní elektrostatickej ochrany ju zvyčajne rozdelíme na tri kroky: zabráňte prúdeniu vonkajších nábojov do dosky obvodu a spôsobujú poškodenie; zabrániť poškodeniu vonkajších magnetických polí poškodiť dosku obvodu; Zabráňte poškodeniu elektrostatickými poliami.
V skutočnom návrhu obvodu použijeme jednu alebo viac z nasledujúcich metód na elektrostatickú ochranu:
1
Lavínové diódy na elektrostatickú ochranu
Toto je tiež metóda, ktorá sa často používa pri návrhu. Typickým prístupom je pripojenie lavínovej diódy k zemi paralelne na kľúčovom signálnom vedení. Táto metóda je použitie lavínovej diódy na rýchle reagovanie a schopnosť stabilizovať upínanie, ktoré môže v krátkom čase spotrebovať koncentrované vysoké napätie na ochranu dosky obvodu.
2
Na ochranu obvodu použite kondenzátory s vysokým napätím
V tomto prístupe sa keramické kondenzátory s vydržiavaním napätia najmenej 1,5 kV zvyčajne umiestnia do I/O konektora alebo do polohy kľúčového signálu a pripojená čiara je čo najkratšia, aby sa znížila indukčnosť spojenia. Ak sa použije kondenzátor s nízkym vydrhnutím napätia, spôsobí poškodenie kondenzátora a stratí svoju ochranu.
3
Na ochranu obvodu použite feritové guľôčky
Feritové guľôčky môžu veľmi dobre zoslabiť prúd ESD a môžu tiež potlačiť žiarenie. Keď čelí dvom problémom, je feritálna korálka veľmi dobrá voľba.
4
Metóda iskry
Táto metóda je vidieť v kúsku materiálu. Špecifickou metódou je použiť trojuholníkovú meď s hrotmi, ktoré sú navzájom zarovnané na vrstve linky Microstrip zloženej z meďnatého. Jeden koniec trojuholníkovej medi je pripojený k signálnej línii a druhým je trojuholníková meď. Pripojte sa k zemi. Ak existuje statická elektrina, vytvorí ostrý výboj a spotrebuje elektrickú energiu.
5
Na ochranu obvodu použite metódu LC Filter
Filter zložený z LC môže účinne znížiť statickú elektrinu s vysokou frekvenciou pri vstupe do obvodu. Indukčná reaktancia charakteristika induktora je dobrá v tom, že inhibuje vysokofrekvenčné ESD vstup do obvodu, zatiaľ čo kondenzátor posúva vysokofrekvenčnú energiu ESD na zem. Zároveň môže tento typ filtra tiež vyhladiť okraj signálu a znížiť efekt RF a výkon sa ďalej zlepšil z hľadiska integrity signálu.
6
Viacvrstvová doska na ochranu ESD
Ak povoľujú prostriedky, výber viacvrstvovej dosky je tiež účinným prostriedkom na zabránenie ESD. V viacvrstvovej doske, pretože v blízkosti stopy je úplná pozemná rovina, môže to urobiť pár ESD do roviny nízkej impedancie rýchlejšie a potom chrániť úlohu kľúčových signálov.
7
Metóda opustenia ochranného pásma na okraji zákona o ochrane obvodov
Táto metóda je zvyčajne kresliť stopy okolo dosky obvodu bez zváracej vrstvy. Ak podmienky povoľujú, pripojte stopu k krytu. Zároveň by sa malo poznamenať, že stopa nemôže tvoriť uzavretú slučku, aby nevytvorila anténu slučky a spôsobila väčšie problémy.
8
Na ochranu obvodu používajte zariadenia CMOS alebo zariadenia TTL s upínajúcimi diódami
Táto metóda používa zásadu izolácie na ochranu dosky obvodu. Pretože tieto zariadenia sú chránené upínacími diódami, zložitosť návrhu sa v skutočnom návrhu obvodu zníži.
9
Používajte oddeľovacie kondenzátory
Tieto kondenzátory oddelenia musia mať nízke hodnoty ESL a ESR. V prípade nízkofrekvenčných ESD znižujú oddeľovacie kondenzátory oblasť slučky. Vzhľadom na účinok jeho ESL je funkcia elektrolytu oslabená, ktorá môže lepšie filtrovať vysokofrekvenčnú energiu. .
Stručne povedané, aj keď ESD je hrozný a môže dokonca priniesť vážne následky, ale iba ochranou energie a signálnych línií na obvode môže účinne zabrániť prúdu ESD v prúdení do PCB. Medzi nimi môj šéf často hovoril, že „dobrým základom predstavenstva je kráľ“. Dúfam, že vám táto veta môže priniesť aj účinok porušenia svetlíka.