In PCB עיצוב, התנגדות ESD של PCB ניתן למימוש באמצעות שכבות, פריסה והתקנה נכונה. במהלך תהליך העיצוב ניתן להגביל את רוב שינויי העיצוב להוספה או הסרה של רכיבים באמצעות חיזוי. על ידי התאמת פריסת הלוח והחיווט, ניתן למנוע היטב את ה- ESD.

חשמל סטטי מגוף האדם, הסביבה ואפילו בתוך מכשירים אלקטרוניים עלול לגרום לנזקים שונים לשבבי מוליכים למחצה מדויקים, כגון חדירת שכבת הבידוד הדקה בתוך רכיבים; פגיעה בשערי רכיבי MOSFET ו- CMOS; נעילת הדק במכשיר CMOS; צומת PN בהטיה הפוכה; צומת PN הטיה חיובית קצרה; ממיסים את חוט הריתוך או חוט האלומיניום בתוך המכשיר הפעיל. על מנת לחסל את ההפרעה והנזק של פריקה אלקטרוסטטית (ESD) לציוד אלקטרוני, יש לנקוט במגוון אמצעים טכניים למניעה.

כיצד לשפר את תפקוד אנטי ESD בעיצוב PCB

בעיצוב לוח PCB, ניתן לממש עיצוב אנטי ESD של PCB באמצעות שכבות, פריסה והתקנה נכונים. במהלך תהליך העיצוב ניתן להגביל את רוב שינויי העיצוב להוספה או הסרה של רכיבים באמצעות חיזוי. על ידי התאמת פריסת הלוח והחיווט, ניתן למנוע היטב את ה- ESD. להלן מספר אמצעי זהירות נפוצים.

השתמש PCBS רב שכבתי במידת האפשר. מטוסי הקרקע וההספק, כמו גם קווי האות-קו-הקרקע המרוחקים בחוזקה, יכולים להפחית עכבה במצב משותף וצימוד אינדוקטיבי ל 1/10 עד 1/100 של PCB דו-צדדי בהשוואה ל- PCB דו-צדדי. נסה למקם כל שכבת אות קרוב לשכבת כוח או קרקע. עבור PCBS בצפיפות גבוהה עם רכיבים על המשטח העליון והתחתון, חיבורים קצרים מאוד והרבה מילוי טחון, שקול להשתמש בקווים פנימיים.

עבור PCBS דו צדדי, נעשה שימוש באספקת חשמל ורשתות שזורים היטב. כבל החשמל נמצא ליד הקרקע ויש לחבר אותו ככל האפשר בין הקווים האנכיים והאופקיים או אזורי המילוי. גודל הרשת של צד אחד יהיה פחות או שווה ל -60 מ”מ, או פחות מ -13 מ”מ במידת האפשר.

וודא שכל מעגל הוא קומפקטי ככל האפשר.

שים את כל המחברים בצד עד כמה שניתן.

במידת האפשר, הפנה את כבל החשמל ממרכז הכרטיס הרחק מאזורים החשופים ישירות ל- ESD.

בכל שכבות ה- PCB מתחת למחבר היוצא מהתיק (מועד לפגיעות ESD ישירות), הניחו רצפות רחבות או מלאות מצולעים רחבות וחברו אותן יחד עם חורים במרווחים של כ -13 מ”מ.

חורי הרכבה ממוקמים בקצה הכרטיס, והרפידות העליונות והתחתונות של שטף פתוח מחוברות לרצפת השלדה סביב חורי ההרכבה.

בעת הרכבת PCB, אין למרוח הלחמה על הכרית העליונה או התחתונה. השתמש בברגים עם מכונות כביסה מובנות על מנת לספק מגע הדוק בין הלוח המודפס למארז/מגן מתכת או לתמיכה על משטח הקרקע.

יש להגדיר את אותו “אזור בידוד” בין רצפת המארז לרצפת המעגל בכל שכבה; במידת האפשר, שמור על המרווח על 0.64 מ”מ.

בחלקו העליון והתחתון של הכרטיס ליד חור ההרכבה, חבר את קרקע השלדה ואת קרקע המעגל עם חוטים ברוחב 1.27 מ”מ כל 100 מ”מ לאורך חוט הארקה של השלדה. סמוך לנקודות חיבור אלה, משטח או חור הרכבה להתקנה מוצבים בין קרקע השלדה לקרקע המעגל. ניתן לחתוך חיבורי קרקע אלה בעזרת להב כדי להישאר פתוחים, או לקפוץ בעזרת חרוזים מגנטיים/קבלים בתדר גבוה.

אם לוח המעגלים לא ימוקם במארז מתכת או בהתקן מיגון, לא ניתן לצוף את חוט הקרקע העליון והתחתון של לוח המעגלים בהתנגדות הלחמה, כך שהם יכולים לשמש כאלקטרודת פריקת קשת ESD.

טבעת מוצבת סביב המעגל באופן הבא:

(1) בנוסף למחבר הקצה והמארז, כל הפריפריה של הטבעת ניגשת.

(2) ודא שרוחב כל השכבות גדול מ- 2.5 מ”מ.

(3) החורים מחוברים בטבעת כל 13 מ”מ.

(4) חבר את הקרקע הטבעת ואת הקרקע המשותפת של המעגל הרב שכבתי יחד.

(5) ללוחות כפולים המותקנים במקרי מתכת או במכשירי מיגון, קרקע הטבעת תחובר לקרקע המשותפת של המעגל. יש לחבר את המעגל הדו-צדדי הבלתי מוגן לקרקע הטבעת, קרקע הטבעת לא צריכה להיות מצופה בשטף, כך שקרקע הטבעת תוכל לפעול כמוט פריקה של ESD, פער לפחות ברוחב 0.5 מ”מ על קרקע הטבעת (כל שכבות), כך שניתן להימנע מלולאה גדולה. חיווט האות לא צריך להיות פחות מ- 0.5 מ”מ מהקרקע הטבעת.