Iz rezultatov preskusov različnih izdelkov je ugotovljeno, da je ta ESD zelo pomemben test: če vezje ni dobro zasnovano, ko bo statična elektrika uvedena, bo izdelek zrušil ali celo poškodoval komponente. V preteklosti sem le opazil, da bo ESD poškodoval komponente, vendar nisem pričakoval, da bom namenil dovolj pozornosti elektronskim izdelkom.
ESD je tisto, kar pogosto imenujemo elektrostatični izcedek. Iz naučenega znanja je mogoče vedeti, da je statična elektrika naravni pojav, ki se običajno ustvarja s stikom, trenjem, indukcijo med električnimi napravami itd. Zanj je značilno dolgoročno kopičenje in visoka napetost (lahko ustvari tisoče voltov ali celo več deset tisoč voltov statične električne energije), nizka in kratka toka. Za elektronske izdelke, če zasnova ESD ni dobro zasnovana, je delovanje elektronskih in električnih izdelkov pogosto nestabilno ali celo poškodovano.
Pri izvajanju ESD izpuščenih testov se običajno uporabljata dve metodi: kontaktni praznjenje in odvajanje zraka.
Kontaktni izpust je neposredno izpustitev opreme, ki je preskušana; Izcedek zraka se imenuje tudi posredni izcedek, ki nastane s sklopkom močnega magnetnega polja do sosednjih tokovnih zank. Preskusna napetost za ta dva testa je na splošno 2kV-8kV, zahteve pa so v različnih regijah različne. Zato moramo pred načrtovanjem najprej ugotoviti trg za izdelek.
Zgornji dve situaciji sta osnovni testi za elektronske izdelke, ki ne morejo delovati zaradi elektrifikacije človeškega telesa ali drugih razlogov, ko človeško telo pride v stik z elektronskimi izdelki. Spodnja slika prikazuje statistiko zračne vlažnosti nekaterih regij v različnih mesecih v letu. Iz slike je razvidno, da ima Lasvegas najmanj vlage skozi vse leto. Elektronski izdelki na tem področju bi morali posebno pozornost nameniti zaščito ESD.
Pogoji vlažnosti so v različnih delih sveta različni, hkrati pa v regiji, če zračna vlažnost ni enaka, je tudi statična električna energija drugačna. Naslednja tabela so zbrani podatki, iz katerih je razvidno, da se statična elektrika povečuje, ko se zračna vlažnost zmanjšuje. To tudi posredno pojasnjuje razlog, da so statične iskre, ki so bile ustvarjene ob odpiranju puloverja na severni zimi, zelo velike. »
Ker je statična elektrika tako velika nevarnost, kako jo lahko zaščitimo? Pri oblikovanju elektrostatične zaščite ga običajno razdelimo na tri korake: preprečimo, da bi se zunanji naboji pritekli v vezje in povzročili škodo; preprečiti, da bi zunanja magnetna polja poškodovala vezje; preprečite poškodbe zaradi elektrostatičnih polj.
V dejanskem oblikovanju vezja bomo uporabili eno ali več naslednjih metod za elektrostatično zaščito:
1
Plazove diode za elektrostatično zaščito
To je tudi metoda, ki se pogosto uporablja pri oblikovanju. Tipičen pristop je, da vzporedno na ključni signalni črti vzporedno priključite plazovo diodo. Ta metoda je, da se z diodo plazov hitro odzove in lahko stabilizacijo vpenjanja, kar lahko v kratkem času porabi koncentrirano visoko napetost za zaščito vezje.
2
Za zaščito vezja uporabite visokonapetostne kondenzatorje
V tem pristopu se keramični kondenzatorji z vzdržljivo napetostjo najmanj 1,5kV običajno namestijo v V/I priključek ali položaj ključnega signala, priključna črta pa je čim bolj kratka, da se zmanjša induktivnost priključne črte. Če se uporablja kondenzator z nizko napetostjo, bo povzročil poškodbe kondenzatorja in izgubil zaščito.
3
Za zaščito vezja uporabite feritne kroglice
Ferritne kroglice lahko zelo dobro oslabijo tok ESD in lahko tudi zavirajo sevanje. Ko se soočamo z dvema težavama, je feritna kroglica zelo dobra izbira.
4
Metoda iskre
Ta metoda se vidi v koščku materiala. Specifična metoda je uporaba trikotnega bakra s konicami, poravnanimi med seboj na plasti mikroposojeve črte, sestavljene iz bakra. En konec trikotnega bakra je povezan s signalno črto, drugi pa trikotni baker. Povežite se na tla. Kadar je statična elektrika, bo ustvarila oster izpust in porabila električno energijo.
5
Za zaščito vezja uporabite metodo LC filtra
Filter, sestavljen iz LC, lahko učinkovito zmanjša visokofrekvenčno statično elektriko, ki vstopa v vezje. Induktivna reakcija, značilna za induktor, je dobra pri zaviranju visoke frekvence ESD, da vstopi v vezje, kondenzator pa visoko frekvenčno energijo ESD na tla. Hkrati lahko ta vrsta filtra zgladi tudi rob signala in zmanjša učinek RF, zmogljivost pa se je še izboljšala glede na celovitost signala.
6
Večplastna plošča za zaščito ESD
Ko sredstva dovoljujejo, je izbira večplastne plošče tudi učinkovito sredstvo za preprečevanje ESD. Na večplastni plošči, ker je blizu sledi popolna zemeljska ravnina, lahko par ESD hitreje naredi par ESD do ravnine nizke impedance in nato zaščiti vlogo ključnih signalov.
7
Način zapuščanja zaščitnega pasu na obrobju zakona o zaščiti vezja
Ta metoda je običajno narisati sledi okoli vezje brez varilne plasti. Ko pogoji dovoljujejo, sled priključite na ohišje. Hkrati je treba opozoriti, da sled ne more tvoriti zaprte zanke, da ne bi tvorila antene zanke in povzročila večje težave.
8
Za zaščito vezja uporabite naprave CMOS ali naprave TTL z vpenjalnimi diodami
Ta metoda uporablja načelo izolacije za zaščito vezja. Ker so te naprave zaščitene s vpenjalnimi diodami, se kompleksnost zasnove zmanjša v dejanski zasnovi vezja.
9
Uporabite ločitvene kondenzatorje
Ti ločitveni kondenzatorji morajo imeti nizke vrednosti ESL in ESR. Za nizkofrekvenčno ESD kondenzatorji ločitve zmanjšujejo območje zanke. Zaradi učinka njegovega ESL je funkcija elektrolita oslabljena, kar lahko bolje filtrira visokofrekvenčno energijo. .
Skratka, čeprav je ESD grozen in lahko celo prinese resne posledice, vendar le z zaščito moči in signalnih linij na vezju lahko učinkovito prepreči, da bi tok ESD tekel v PCB. Med njimi je moj šef pogosto rekel, da je "dobro utemeljitev deske kralj". Upam, da vam lahko ta stavek prinese tudi učinek razbijanja strehe.