Leiterplattentechnisch - Elektrostatische Entladung (ESD) Design der Leiterplatte

Elektrostatische Entladung (ESD) Design der Leiterplatte, Many product design engineers usually start to consider the issue of anti-static discharge (ESD) when the product enters the production process. Wenn die elektronische Ausrüstung den antistatischen Entladungstest nicht bestehen kann, Normalerweise muss die endgültige Lösung teure Komponenten verwenden, Manuelle Montage während des Herstellungsprozesses, oder sogar Redesign. Daher, der Fortschritt des Produkts beeinträchtigt wird.

Auch ein erfahrener Konstruktion der elektrostatischen Entladung (ESD) engineer may not know which parts of the design contribute to anti-static discharge (ESD). Die meisten elektronischen Geräte befinden sich in einer ESD-gefüllten Umgebung 99% ihrer Lebensdauer. ESD darf nicht vom menschlichen Körper stammen, Möbel, oder sogar das Gerät selbst. Es ist selten, dass elektronische Geräte vollständig ESD-Designschäden erleiden, aber ESD-Interferenzen sind sehr häufig, was zu einer Verriegelung der Ausrüstung führen kann, Zurücksetzen, Datenverlust und Unzuverlässigkeit. Das Ergebnis kann sein, dass elektronische Geräte oft im kalten und trockenen Winter versagen, aber es zeigt sich normal während der Wartung, was unweigerlich das Vertrauen der Nutzer in elektronische Geräte und ihre Hersteller beeinträchtigen wird.

1. Der Mechanismus der ESD-Erzeugung

Wenn sich ein geladener Leiter einem anderen Leiter nähert, wird ein starkes elektrisches Feld zwischen den beiden Leitern gebildet, das durch das elektrische Feld verursacht wird. Wenn die Spannung zwischen zwei Leitern die Durchschlagsspannung der Luft und des Isoliermediums zwischen ihnen überschreitet, tritt ein ESD-Designbogen auf. In 0.7ns bis 10ns kann der ESD-Designlichtbogenstrom Dutzende Ampere erreichen oder sogar 100A überschreiten. Der ESD-Lichtbogen erzeugt ein starkes Magnetfeld mit einem Frequenzbereich von 1MHz-500MHz, das induktiv mit jeder benachbarten Verdrahtungsschleife gekoppelt ist, und erzeugt einen Strom von mehr als 15A und eine Hochspannung von mehr als 4KV innerhalb eines Bereichs von 10cm vom ESD-Lichtbogen. Der ESD-Lichtbogen wird aufrechterhalten, bis die beiden Leiter in Kontakt Kurzschluss sind oder der Strom zu niedrig ist, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten.

2. Anti-ESD Leiterplattenlayout und Verdrahtungsdesign

1. Verwenden Sie so viel wie möglich eine mehrschichtige Leiterplattenstruktur und ordnen Sie eine dedizierte Stromversorgung und Erdungsebene auf der inneren Schicht der Leiterplatte an. Verwenden Sie Bypass- und Entkopplungskondensatoren. Versuchen Sie, jede Signalschicht in der Nähe einer Leistungs- oder Masseschicht zu platzieren. Bei Leiterplatten mit hoher Dichte mit Komponenten auf der Ober- und Unterseite, kurzen Verbindungsleitungen und vielen gefüllten Erdungen sollten Sie eine interne Verkabelung in Betracht ziehen.

2. Stellen Sie sicher, dass das Layout jedes Funktionskreises und der Komponenten zwischen jedem Funktionskreis so kompakt wie möglich ist. Für Schaltungen oder empfindliche Komponenten, die anfällig für ESD sind, sollten sie nahe der Mitte der Leiterplatte platziert werden, damit andere Schaltungen für sie verwendet werden können. Bietet einen gewissen Abschirmeffekt. In Bereichen, die direkt durch ESD-Design getroffen werden können, muss ein Erdungskabel in der Nähe jeder Signalleitung platziert werden.

3. An der I/O-Schnittstelle der Ausrüstung, wo ESD-Design einfach einzugeben ist und an dem Ort, an dem menschliche Hände oft berühren oder arbeiten müssen, wie Reset-Taste, Kommunikationsport, Ein/Aus-Taste, Funktionstaste usw. Platzieren Sie normalerweise einen vorübergehenden Schutz, Reihenwiderstand oder magnetische Perlen am Empfangsende.

4. Um sicherzustellen, dass die Signalleitung so kurz wie möglich ist, stellen Sie sicher, dass Sie, wenn die Länge der Signalleitung größer als 12 Zoll (30cm) ist, einen Erdungskabel parallel verlegen.

5. Stellen Sie sicher, dass der Schleifenbereich zwischen der Signalleitung und der entsprechenden Schleife so klein wie möglich ist. Bei langen Signalen ändern Sie die Position der Signalleitung und des Erdungskabels alle paar Zentimeter oder Zoll, um die Schleifenfläche zu reduzieren.

6. Stellen Sie sicher, dass der Schleifenbereich zwischen Netzteil und Masse so klein wie möglich ist, und platzieren Sie einen Hochfrequenzkondensator in der Nähe jedes Netzteilstifts des integrierten Schaltungschips (IC).

7. Wenn möglich, füllen Sie die ungenutzte Fläche mit Land, und verbinden Sie das gefüllte Land aller Schichten jede<2inch (5cm) Entfernung.

8. Wenn die Länge der Öffnung auf der Stromversorgung oder der Masseebene 8mm überschreitet, verwenden Sie einen schmalen Draht, um beide Seiten der Öffnung zu verbinden.

9. Die Reset-Linie, Signalleitung unterbrechen, Die Signalleitung kann nicht nah an der Kante des Leiterplatte.

10. Ordnen Sie den ringförmigen Erdweg um die gesamte Peripherie des PCB board, and make the annular ground width of all layers greater than 100mil (2.54mm) as much as possible. Connect the ring grounds of all layers with via holes every 500 mils (12.7 mm), and the signal line is more than 20 mils (0.5 mm) away from the ring ground.