Elektryczność statyczna z ludzkiego ciała, środowiska, a nawet wewnątrz urządzeń elektronicznych może powodować różne uszkodzenia precyzyjnych chipów półprzewodnikowych, takie jak przenikanie cienkiej warstwy izolacyjnej wewnątrz komponentów; Uszkodzenia bramek elementów MOSFET i CMOS; Blokada spustu w urządzeniu CMOS; Złącze PN zwarciowe odwrotnej polaryzacji; Złącze PN zwarciowe dodatnie polaryzacji; Roztop drut spawalniczy lub drut aluminiowy wewnątrz aktywnego urządzenia. W celu wyeliminowania zakłóceń i uszkodzeń spowodowanych wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) w sprzęcie elektronicznym konieczne jest podjęcie szeregu środków technicznych, aby temu zapobiec.

Podczas PCB konstrukcja, odporność na ESD PCB może być zrealizowana poprzez warstwowanie, odpowiedni układ i instalację. Podczas procesu projektowania większość zmian projektowych można ograniczyć do dodawania lub usuwania komponentów poprzez przewidywanie. Dostosowując układ PCB i okablowanie, można skutecznie zapobiegać wyładowaniom elektrostatycznym. Oto kilka typowych środków ostrożności.

Jak zrealizować projekt odporności na ESD płytki drukowanej?

1. W miarę możliwości używaj wielowarstwowej płytki drukowanej. W porównaniu z dwustronną płytką drukowaną, płaszczyzna uziemienia i płaszczyzna zasilania, a także bliski odstęp między przewodem sygnałowym a przewodem uziemiającym mogą zmniejszyć impedancję w trybie wspólnym i sprzężenie indukcyjne oraz sprawić, że osiągnie on od 1/10 do 1/100 dwustronna płytka drukowana. Postaraj się umieścić każdą warstwę sygnału blisko warstwy zasilania lub uziemienia. W przypadku płytek drukowanych o dużej gęstości z komponentami zarówno na górnej, jak i dolnej powierzchni, bardzo krótkich połączeniach i dużej ilości wypełnienia uziemienia, rozważ użycie wewnętrznych przewodów.

2. W przypadku dwustronnej płytki drukowanej należy zastosować ciasno splecione zasilanie i siatkę uziemiającą. Przewód zasilający znajduje się przy ziemi i powinien być w miarę możliwości podłączony między pionowymi i poziomymi liniami lub strefami napełniania. Rozmiar siatki z jednej strony powinien być mniejszy lub równy 60 mm lub, jeśli to możliwe, mniejszy niż 13 mm.

3. Upewnij się, że każdy obwód jest jak najbardziej zwarty.

4. Odłóż wszystkie złącza jak najdalej na bok.

5. Jeśli to możliwe, wyprowadź przewód zasilający ze środka karty z dala od obszarów narażonych na bezpośrednie uszkodzenia ESD.

6, na wszystkich warstwach PCB poniżej złącza wychodzącego z obudowy (łatwo być bezpośrednio uderzonym przez ESD), umieść szeroką obudowę lub uziemienie wypełnione wielokątem i połącz je otworami w odstępach około 13mm.

7. Umieść otwory montażowe na krawędzi karty, a górne i dolne pady otwartego topnika są połączone z masą obudowy wokół otworów montażowych.

8, montaż PCB, nie nakładaj lutu na górną lub dolną podkładkę. Użyj śrub z wbudowanymi podkładkami, aby zapewnić ścisły kontakt między płytką drukowaną a metalową obudową/osłoną lub wspornikiem na powierzchni uziemienia.

9, w każdej warstwie między podwoziem a masą obwodu, aby ustawić tę samą „strefę izolacji”; Jeśli to możliwe, zachowaj odstęp 0.64 mm.

10, w górnej i dolnej części karty, w pobliżu pozycji otworu instalacyjnego, co 100 mm wzdłuż uziemienia obudowy i uziemienia obwodu z linią o szerokości 1.27 mm. W sąsiedztwie tych punktów przyłączeniowych podkładka lub otwór montażowy jest umieszczony pomiędzy masą obudowy a masą obwodu. Te połączenia uziemiające można przeciąć ostrzem, aby pozostały otwarte, lub przeskoczyć za pomocą kulek magnetycznych / kondensatorów wysokiej częstotliwości.

11, jeśli płytka drukowana nie zostanie umieszczona w metalowym pudełku lub urządzeniu ekranującym, górna i dolna część przewodu uziemiającego obudowy płytki drukowanej nie może być pokryta rezystancją lutowania, aby mogła być używana jako elektroda łukowa ESD.

12. Ustaw pierścień wokół obwodu w następujący sposób:

(1) Oprócz złącza krawędziowego i obudowy, dostęp do całego obwodu pierścienia.

(2) Upewnij się, że szerokość wszystkich warstw jest większa niż 2.5 mm.

(3) Otwory są połączone pierścieniem co 13 mm.

(4) Połącz razem uziemienie pierścieniowe i wspólną masę obwodu wielowarstwowego.

(5) W przypadku podwójnych paneli montowanych w metalowych obudowach lub urządzeniach ekranujących uziemienie pierścieniowe powinno być połączone ze wspólną masą obwodu. Nieekranowany obwód dwustronny powinien być podłączony do uziemienia pierścienia, uziemienie pierścienia nie powinno być pokryte topnikiem, tak aby uziemienie pierścienia mogło działać jak pręt rozładowujący ESD, co najmniej 0.5 mm szczelina na uziemieniu pierścienia (wszystkie warstw), aby uniknąć dużej pętli. Okablowanie sygnałowe nie powinno znajdować się w odległości mniejszej niż 0.5 mm od uziemienia pierścienia.

W obszarze, który może być bezpośrednio uderzony przez ESD, przewód uziemiający powinien być ułożony w pobliżu każdej linii sygnałowej.

14. Obwód we/wy powinien znajdować się jak najbliżej odpowiedniego złącza.

15. Obwód podatny na wyładowania elektrostatyczne powinien być umieszczony blisko środka obwodu, aby inne obwody mogły zapewnić im pewien efekt ekranowania.

16, zwykle umieszczonych szeregowo rezystorów i kulek magnetycznych po stronie odbiorczej, a dla tych sterowników kabli podatnych na wyładowania elektrostatyczne, można również rozważyć umieszczenie rezystora szeregowego lub kulek magnetycznych po stronie sterownika.

17. Ochronnik transjentów jest zwykle umieszczany na końcu odbiorczym. Użyj krótkich grubych przewodów (mniej niż 5x szerokość, najlepiej mniej niż 3x szerokość) do połączenia z podłogą obudowy. Linie sygnałowe i uziemiające ze złącza powinny być bezpośrednio podłączone do zabezpieczenia przed przepięciami, zanim będzie można podłączyć resztę obwodu.

18. Umieść kondensator filtra na złączu lub w odległości 25 mm od obwodu odbiorczego.

(1) Użyj krótkiego i grubego przewodu do podłączenia obudowy lub obwodu odbiorczego (długość mniejsza niż 5-krotność szerokości, najlepiej mniej niż 3-krotność szerokości).

(2) Linia sygnałowa i przewód uziemiający są najpierw podłączone do kondensatora, a następnie podłączone do obwodu odbiorczego.

19. Upewnij się, że linia sygnału jest jak najkrótsza.

20. Gdy długość kabli sygnałowych jest większa niż 300 mm, kabel uziemiający musi być ułożony równolegle.

21. Upewnij się, że obszar pętli między linią sygnałową a odpowiednią pętlą jest jak najmniejszy. W przypadku długich linii sygnałowych położenie linii sygnałowej i uziemiającej należy zmieniać co kilka centymetrów, aby zmniejszyć obszar pętli.

22. Kieruj sygnały z centrum sieci do wielu obwodów odbiorczych.

23. Upewnij się, że obszar pętli między zasilaczem a ziemią jest jak najmniejszy. Umieść kondensator wysokiej częstotliwości w pobliżu każdego pinu zasilania układu scalonego.

24. Umieść kondensator bocznikujący wysokiej częstotliwości w odległości 80 mm od każdego złącza.

25. W miarę możliwości należy wypełnić nieużywane obszary gruntem, łącząc wszystkie warstwy wypełnienia w odstępach 60 mm.

26. Upewnij się, że uziemienie jest połączone z dwoma przeciwległymi końcami każdego dużego obszaru wypełnienia gruntem (około 25mm*6mm).

27. Gdy długość otworu na zasilaczu lub płaszczyźnie uziemienia przekracza 8mm, połącz obie strony otworu wąską linią.

28. Linia resetu, linia sygnału przerwania lub linia sygnału wyzwalania zbocza nie powinny znajdować się w pobliżu krawędzi płytki drukowanej.

29. Połącz otwory montażowe ze wspólną masą obwodu lub zaizoluj je.

(1) Gdy metalowy wspornik musi być używany z metalowym urządzeniem ekranującym lub obudową, do wykonania połączenia należy zastosować rezystancję zerową.

(2) określ rozmiar otworu montażowego, aby uzyskać niezawodną instalację metalowego lub plastikowego wspornika, w górnej i dolnej części otworu montażowego, aby użyć dużej podkładki, dolna podkładka nie może wykorzystywać oporu strumienia i upewnij się, że dolna pad nie wykorzystuje procesu zgrzewania falowego do spawania.

30. Chronione kable sygnałowe i niezabezpieczone kable sygnałowe nie mogą być układane równolegle.

Szczególną uwagę należy zwrócić na okablowanie linii sygnału resetu, przerwania i sterowania.

(1) Należy stosować filtrowanie wysokiej częstotliwości.

(2) Trzymaj się z dala od obwodów wejściowych i wyjściowych.

(3) Trzymaj się z dala od krawędzi płytki drukowanej.

32, PCB należy włożyć do obudowy, nie montować w pozycji otwartej ani w złączach wewnętrznych.

Zwróć uwagę na okablowanie linii sygnałowej pod kulką magnetyczną, między padami i może stykać się z kulką magnetyczną. Niektóre kulki dość dobrze przewodzą prąd i mogą tworzyć nieoczekiwane ścieżki przewodzące.

Jeśli obudowa lub płyta główna do zainstalowania kilku płytek drukowanych, powinna być najbardziej wrażliwa na elektryczność statyczną na środku płytki drukowanej.