L’elettricità statica dal corpo umano, dall’ambiente e persino all’interno dei dispositivi elettronici può causare vari danni ai chip semiconduttori di precisione, come la penetrazione del sottile strato isolante all’interno dei componenti; Danni ai gate dei componenti MOSFET e CMOS; Blocco trigger nel dispositivo CMOS; Giunzione PN con polarizzazione inversa di cortocircuito; Giunzione PN a polarizzazione positiva di cortocircuito; Fondere il filo di saldatura o il filo di alluminio all’interno del dispositivo attivo. Al fine di eliminare l’interferenza e il danno delle scariche elettrostatiche (ESD) alle apparecchiature elettroniche, è necessario adottare una serie di misure tecniche per prevenire.

Durante PCB bordo design, la resistenza ESD del PCB può essere realizzata attraverso la stratificazione, il layout e l’installazione adeguati. Durante il processo di progettazione, la maggior parte delle modifiche alla progettazione può essere limitata all’aggiunta o alla rimozione di componenti tramite la previsione. Regolando il layout e il cablaggio del PCB, è possibile prevenire efficacemente le scariche elettrostatiche. Ecco alcune precauzioni comuni.

Come realizzare il progetto di resistenza ESD del PCB?

1. Utilizzare il PCB multistrato il più possibile. Rispetto al PCB a doppia faccia, il piano di massa e il piano di alimentazione, nonché la distanza ravvicinata tra il cavo di segnale e il cavo di terra possono ridurre l’impedenza di modo comune e l’accoppiamento induttivo e farlo raggiungere da 1/10 a 1/100 del PCB a doppia faccia. Prova a posizionare ogni livello di segnale vicino a uno strato di potenza o di massa. Per PCB ad alta densità con componenti su entrambe le superfici superiore e inferiore, connessioni molto brevi e molto riempimento a terra, considerare l’utilizzo di linee interne.

2. Per PCB a doppia faccia, utilizzare un alimentatore strettamente intrecciato e una griglia di terra. Il cavo di alimentazione è vicino a terra e dovrebbe essere collegato il più possibile tra le linee verticali e orizzontali o le zone di riempimento. La dimensione della griglia di un lato deve essere inferiore o uguale a 60 mm o, se possibile, inferiore a 13 mm.

3. Assicurarsi che ogni circuito sia il più compatto possibile.

4. Mettere da parte tutti i connettori il più possibile.

5. Se possibile, portare il cavo di alimentazione dal centro della scheda lontano dalle aree vulnerabili ai danni diretti da ESD.

6, su tutti gli strati del PCB sotto il connettore che esce dal case (facile da colpire direttamente da ESD), posizionare uno chassis largo o una massa poligonale e collegarli insieme con fori a intervalli di circa 13 mm.

7. Posizionare i fori di montaggio sul bordo della scheda e i pad superiore e inferiore di flusso aperto sono collegati alla massa dello chassis attorno ai fori di montaggio.

8, assemblaggio PCB, non applicare alcuna saldatura sul pad superiore o inferiore. Utilizzare viti con rondelle integrate per fornire un contatto stretto tra PCB e chassis/schermo in metallo o supporto sulla superficie del terreno.

9, in ogni strato tra il telaio e la massa del circuito, per impostare la stessa “zona di isolamento”; Se possibile, mantieni la spaziatura a 0.64 mm.

10, nella parte superiore e inferiore della scheda vicino alla posizione del foro di installazione, ogni 100 mm lungo la massa del telaio e la massa del circuito con una linea larga 1.27 mm insieme. Adiacente a questi punti di connessione, un pad o un foro di montaggio per l’installazione è posizionato tra la terra del telaio e la terra del circuito. Questi collegamenti a terra possono essere tagliati con una lama per rimanere aperti o saltare con perline magnetiche/condensatori ad alta frequenza.

11, se il circuito stampato non verrà inserito nella scatola di metallo o nel dispositivo di schermatura, la parte superiore e inferiore del filo di terra del telaio del circuito stampato non possono essere rivestiti con resistenza di saldatura, in modo che possano essere utilizzati come elettrodo di inserimento dell’arco ESD.

12. Impostare un anello attorno al circuito nel modo seguente:

(1) Oltre al connettore perimetrale e allo chassis, l’intera periferia dell’anello di accesso.

(2) Assicurarsi che la larghezza di tutti gli strati sia maggiore di 2.5 mm.

(3) I fori sono collegati in un anello ogni 13 mm.

(4) Collegare insieme la massa anulare e la massa comune del circuito multistrato.

(5) Per i doppi pannelli installati in custodie metalliche o dispositivi di schermatura, l’anello di terra deve essere collegato alla terra comune del circuito. Il circuito a doppia faccia non schermato deve essere collegato alla massa dell’anello, la massa dell’anello non deve essere ricoperta di flusso, in modo che la massa dell’anello possa fungere da asta di scarica ESD, uno spazio di almeno 0.5 mm sulla massa dell’anello (tutti strati), in modo da evitare un loop di grandi dimensioni. Il cablaggio del segnale non deve trovarsi a una distanza inferiore a 0.5 mm dalla massa dell’anello.

Nell’area che può essere direttamente colpita da ESD, dovrebbe essere posato un filo di terra vicino a ciascuna linea di segnale.

14. Il circuito I/O dovrebbe essere il più vicino possibile al connettore corrispondente.

15. Il circuito suscettibile di ESD dovrebbe essere posizionato vicino al centro del circuito, in modo che altri circuiti possano fornire loro un certo effetto di schermatura.

16, solitamente posizionato in un resistore in serie e perline magnetiche all’estremità ricevente, e per quei driver del cavo vulnerabili a ESD, si può anche considerare di posizionare un resistore in serie o perline magnetiche all’estremità del driver.

17. Il protettore transitorio viene solitamente posizionato all’estremità ricevente. Utilizzare cavi corti e spessi (inferiore a 5 volte la larghezza, preferibilmente inferiore a 3 volte la larghezza) per il collegamento al pavimento del telaio. Il segnale e le linee di terra dal connettore devono essere collegate direttamente alla protezione dai transitori prima di poter collegare il resto del circuito.

18. Posizionare il condensatore di filtro sul connettore o entro 25 mm dal circuito di ricezione.

(1) Utilizzare un filo corto e spesso per collegare lo chassis o il circuito di ricezione (lunghezza inferiore a 5 volte la larghezza, preferibilmente inferiore a 3 volte la larghezza).

(2) La linea del segnale e il filo di terra vengono prima collegati al condensatore e quindi collegati al circuito di ricezione.

19. Assicurarsi che la linea del segnale sia la più corta possibile.

20. Quando la lunghezza dei cavi di segnale è maggiore di 300 mm, è necessario posare in parallelo un cavo di terra.

21. Assicurarsi che l’area del loop tra la linea del segnale e il loop corrispondente sia la più piccola possibile. Per linee di segnale lunghe, la posizione della linea del segnale e della linea di terra dovrebbe essere cambiata ogni pochi centimetri per ridurre l’area del circuito.

22. Inviare i segnali dal centro della rete a più circuiti di ricezione.

23. Assicurarsi che l’area del circuito tra l’alimentatore e la terra sia la più piccola possibile. Posiziona un condensatore ad alta frequenza vicino a ciascun pin di alimentazione del chip IC.

24. Collocare un condensatore di bypass ad alta frequenza entro 80 mm da ciascun connettore.

25. Ove possibile, riempire le aree inutilizzate con terra, collegando tutti gli strati di riempimento a intervalli di 60 mm.

26. Assicurarsi che la terra sia collegata alle due estremità opposte di qualsiasi grande area di riempimento del terreno (approssimativamente maggiore di 25 mm*6 mm).

27. Quando la lunghezza dell’apertura sull’alimentatore o sul piano di massa supera gli 8 mm, collegare i due lati dell’apertura con una linea stretta.

28. La linea di ripristino, la linea del segnale di interruzione o la linea del segnale di trigger del bordo non devono essere posizionate vicino al bordo del PCB.

29. Collegare i fori di montaggio con la massa comune del circuito o isolarli.

(1) Quando la staffa metallica deve essere utilizzata con il dispositivo di schermatura in metallo o il telaio, è necessario utilizzare una resistenza pari a zero ohm per realizzare la connessione.

(2) determinare la dimensione del foro di montaggio per ottenere l’installazione affidabile del supporto in metallo o plastica, nella parte superiore e inferiore del foro di montaggio per utilizzare un pad grande, il pad inferiore non può utilizzare la resistenza al flusso e assicurarsi che il fondo il pad non utilizza il processo di saldatura ad onda per la saldatura.

30. Cavi di segnale protetti e cavi di segnale non protetti non possono essere disposti in parallelo.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al cablaggio delle linee di segnale di ripristino, interruzione e controllo.

(1) Dovrebbe essere utilizzato il filtraggio ad alta frequenza.

(2) Stare lontano dai circuiti di ingresso e di uscita.

(3) Tenere lontano dal bordo del circuito.

32, PCB deve essere inserito nel telaio, non installare in posizione di apertura o giunti interni.

Prestare attenzione al cablaggio della linea di segnale sotto il tallone magnetico, tra i pad e potrebbe entrare in contatto con il tallone magnetico. Alcune sfere conducono abbastanza bene l’elettricità e possono produrre percorsi conduttivi imprevisti.

Se un caso o una scheda madre per installare più circuiti stampati, dovrebbe essere il circuito più sensibile all’elettricità statica nel mezzo.