จากผลการทดสอบผลิตภัณฑ์ต่างๆ พบว่า ESD นี้เป็นการทดสอบที่สำคัญมาก หากแผงวงจรไม่ได้รับการออกแบบมาอย่างดี เมื่อมีกระแสไฟฟ้าสถิตย์เข้ามา จะทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหายหรือทำให้ส่วนประกอบเสียหายได้ในอดีต ฉันสังเกตเห็นเพียงว่า ESD จะทำให้ส่วนประกอบเสียหาย แต่ฉันไม่ได้คาดหวังที่จะให้ความสนใจกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มากพอ

ESD คือสิ่งที่เรามักเรียกว่าการคายประจุไฟฟ้าสถิตจากความรู้ที่เรียนมาทราบได้ว่าไฟฟ้าสถิตเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติซึ่งมักเกิดจากการสัมผัส การเสียดสี การเหนี่ยวนำระหว่างเครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น โดยมีลักษณะการสะสมในระยะยาวและไฟฟ้าแรงสูง (สามารถสร้างโวลต์ได้หลายพันโวลต์) หรือแม้แต่ไฟฟ้าสถิตย์หลายหมื่นโวลต์) ) พลังงานต่ำ กระแสไฟฟ้าต่ำ และเวลาดำเนินการสั้นสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ หากการออกแบบ ESD ไม่ได้รับการออกแบบมาอย่างดี การทำงานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าก็มักจะไม่เสถียรหรือเสียหายด้วยซ้ำ

โดยปกติจะใช้สองวิธีเมื่อทำการทดสอบการคายประจุ ESD: การคายประจุแบบสัมผัสและการระบายอากาศ

การปลดปล่อยการสัมผัสคือการปลดปล่อยอุปกรณ์ที่ทดสอบโดยตรงการปล่อยอากาศเรียกอีกอย่างว่าการปล่อยทางอ้อม ซึ่งเกิดจากการควบรวมของสนามแม่เหล็กแรงกับลูปกระแสที่อยู่ติดกันแรงดันไฟฟ้าทดสอบสำหรับการทดสอบทั้งสองนี้โดยทั่วไปคือ 2KV-8KV และข้อกำหนดจะแตกต่างกันในแต่ละภูมิภาคดังนั้นก่อนการออกแบบเราจะต้องทราบตลาดของผลิตภัณฑ์ก่อน

สองสถานการณ์ข้างต้นเป็นการทดสอบพื้นฐานสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่สามารถทำงานได้เนื่องจากการใช้พลังงานไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์หรือเหตุผลอื่นเมื่อร่างกายมนุษย์สัมผัสกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์รูปด้านล่างแสดงสถิติความชื้นในอากาศของบางภูมิภาคในเดือนต่างๆ ของปีจะเห็นได้จากรูปที่ลาสเวกัสมีความชื้นน้อยที่สุดตลอดทั้งปีผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่นี้ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการป้องกัน ESD

สภาพความชื้นจะแตกต่างกันในส่วนต่างๆ ของโลก แต่ในขณะเดียวกันในภูมิภาค หากความชื้นในอากาศไม่เท่ากัน ไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นก็จะแตกต่างออกไปด้วยตารางต่อไปนี้เป็นข้อมูลที่รวบรวมได้ ซึ่งจะเห็นได้ว่าไฟฟ้าสถิตจะเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นในอากาศลดลงนอกจากนี้ยังอธิบายโดยอ้อมด้วยว่าเหตุใดประกายไฟคงที่ที่เกิดขึ้นเมื่อถอดเสื้อสเวตเตอร์ในฤดูหนาวทางตอนเหนือจึงมีขนาดใหญ่มาก-

เนื่องจากไฟฟ้าสถิตถือเป็นอันตรายร้ายแรง เราจะป้องกันได้อย่างไร?เมื่อออกแบบการป้องกันไฟฟ้าสถิต เรามักจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: ป้องกันไม่ให้ประจุภายนอกไหลเข้าสู่แผงวงจรและทำให้เกิดความเสียหายป้องกันสนามแม่เหล็กภายนอกไม่ให้ทำลายแผงวงจรป้องกันความเสียหายจากสนามไฟฟ้าสถิต

ในการออกแบบวงจรจริง เราจะใช้วิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้สำหรับการป้องกันไฟฟ้าสถิต:

1

ไดโอดถล่มสำหรับการป้องกันไฟฟ้าสถิต
นี่เป็นวิธีที่มักใช้ในการออกแบบวิธีการทั่วไปคือการเชื่อมต่อไดโอดถล่มเข้ากับกราวด์ขนานกับสายสัญญาณหลักวิธีนี้คือการใช้ไดโอดถล่มเพื่อตอบสนองอย่างรวดเร็วและมีความสามารถในการจับยึดให้คงที่ซึ่งสามารถกินไฟฟ้าแรงสูงเข้มข้นในเวลาอันสั้นเพื่อปกป้องแผงวงจร

2

ใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงในการป้องกันวงจร
ในวิธีนี้ ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกที่มีแรงดันไฟฟ้าทนอย่างน้อย 1.5KV มักจะอยู่ในขั้วต่อ I/O หรือตำแหน่งของสัญญาณคีย์ และสายเชื่อมต่อจะสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดความเหนี่ยวนำของการเชื่อมต่อ เส้น.หากใช้ตัวเก็บประจุที่มีแรงดันไฟฟ้าทนต่ำ จะทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายและสูญเสียการป้องกัน

3

ใช้เม็ดเฟอร์ไรต์ในการป้องกันวงจร
เม็ดเฟอร์ไรต์สามารถลดกระแส ESD ได้เป็นอย่างดี และยังสามารถยับยั้งการแผ่รังสีได้อีกด้วยเมื่อต้องเผชิญกับปัญหาสองประการ เฟอร์ไรต์บีดก็เป็นตัวเลือกที่ดีมาก

4

วิธีจุดประกายช่องว่าง
วิธีการนี้พบเห็นได้ในวัสดุชิ้นหนึ่งวิธีการเฉพาะคือการใช้ทองแดงรูปสามเหลี่ยมโดยให้ปลายอยู่ในแนวเดียวกันบนชั้นไมโครสตริปที่ประกอบด้วยทองแดงปลายด้านหนึ่งของทองแดงรูปสามเหลี่ยมเชื่อมต่อกับสายสัญญาณ และอีกด้านหนึ่งคือทองแดงรูปสามเหลี่ยมเชื่อมต่อกับพื้นดินเมื่อมีไฟฟ้าสถิตจะปล่อยประจุออกอย่างรวดเร็วและสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า

5

ใช้วิธีการกรอง LC เพื่อป้องกันวงจร
ตัวกรองที่ประกอบด้วย LC สามารถลดไฟฟ้าสถิตความถี่สูงจากการเข้าสู่วงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพคุณลักษณะรีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำสามารถยับยั้ง ESD ความถี่สูงไม่ให้เข้าสู่วงจรได้ดี ในขณะที่ตัวเก็บประจุจะสับพลังงานความถี่สูงของ ESD ลงสู่พื้นในเวลาเดียวกัน ตัวกรองประเภทนี้ยังสามารถทำให้ขอบของสัญญาณเรียบขึ้นและลดเอฟเฟกต์ RF ได้ และประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมในแง่ของความสมบูรณ์ของสัญญาณ

6

บอร์ดหลายชั้นสำหรับการป้องกัน ESD
เมื่อเงินทุนอนุญาต การเลือกบอร์ดหลายชั้นก็เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการป้องกัน ESD เช่นกันในบอร์ดหลายชั้น เนื่องจากมีระนาบกราวด์ที่สมบูรณ์ใกล้กับร่องรอย ทำให้คู่ ESD ไปยังระนาบอิมพีแดนซ์ต่ำเร็วขึ้น จากนั้นจึงปกป้องบทบาทของสัญญาณสำคัญ

7

วิธีการทิ้งแถบป้องกันไว้ที่ขอบของกฎหมายคุ้มครองแผงวงจร
โดยปกติวิธีนี้จะเป็นการวาดรอยรอบๆ แผงวงจรโดยไม่มีชั้นการเชื่อมเมื่อเงื่อนไขเอื้ออำนวย ให้เชื่อมต่อร่องรอยเข้ากับตัวเครื่องในเวลาเดียวกัน ควรสังเกตว่าการติดตามไม่สามารถสร้างวงปิดได้ เพื่อไม่ให้เกิดเสาอากาศแบบวงและทำให้เกิดปัญหามากขึ้น

8

ใช้อุปกรณ์ CMOS หรืออุปกรณ์ TTL ที่มีแคลมป์ไดโอดเพื่อป้องกันวงจร
วิธีนี้ใช้หลักการแยกเพื่อป้องกันแผงวงจรเนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการปกป้องโดยแคลมป์ไดโอด ความซับซ้อนของการออกแบบจึงลดลงในการออกแบบวงจรจริง

9

ใช้ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน
ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนเหล่านี้ต้องมีค่า ESL และ ESR ต่ำสำหรับ ESD ความถี่ต่ำ ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนจะลดพื้นที่ลูปเนื่องจากผลกระทบของ ESL ฟังก์ชันอิเล็กโทรไลต์จึงลดลง ซึ่งสามารถกรองพลังงานความถี่สูงได้ดีขึ้น-

กล่าวโดยสรุป แม้ว่า ESD จะแย่มากและอาจส่งผลร้ายแรงได้ แต่เพียงการปกป้องสายไฟและสายสัญญาณบนวงจรเท่านั้นที่สามารถป้องกันกระแส ESD ไม่ให้ไหลเข้าสู่ PCB ได้อย่างมีประสิทธิภาพในหมู่พวกเขา เจ้านายของฉันมักจะพูดว่า “รากฐานที่ดีของกระดานคือราชา”ฉันหวังว่าประโยคนี้จะทำให้คุณได้รับเอฟเฟกต์ของการทำลายสกายไลท์