Conception électronique - Analyse des précautions ESD courantes dans la conception de cartes PCB

Analyse des précautions ESD courantes dans la conception de cartes PCB

L'électricité statique dans le corps humain, l'environnement et même l'électronique peut causer divers dommages à une puce semi - conductrice particulière, par example en infiltrant une couche isolante dans un composant; Les portes des éléments MOSFET et CMOS ont été endommagées.

Une bascule dans un périphérique cmmos; Jonction PN polarisée en boucle courte; Connexion différentielle directe PN; Fusion de fils de soudure ou d'aluminium dans le dispositif actif.

Afin d'éliminer les interférences et la destruction des charges ionisées (ESD) de l'électronique, diverses mesures techniques doivent être prises pour empêcher ces charges.

Ce document fournit la conception d'un circuit imprimé antistatique (ESD), y compris le surpositionnement, la disposition correcte, le câblage et l'installation.

(1) l'empilement en utilisant autant de cartes de circuits imprimés multicouches que possible, en tant que source de charge importante pour les PCB multicouches, le sol peut compenser la charge de l'alimentation à décharge électrostatique, réduisant ainsi les problèmes causés par les champs électrostatiques. La surface de bonne qualité du circuit imprimé peut également servir de blindage pour les lignes de signal (bien sûr, plus la surface protonique est ouverte, plus la protection est efficace). En outre, si elle est déchargée, la charge peut être facilement injectée à la surface de la carte de circuit imprimé au lieu de la ligne de signal. Cela aidera à protéger les composants, car la charge peut être retirée avant qu'ils ne soient endommagés. Bien sûr, pour réduire le coût de certains systèmes, seuls les panneaux à double couche peuvent être utilisés.

(2) boucle de courant induit sur la carte PCB, la boucle du circuit est fermée et a un courant magnétique variable. L'amplitude du courant est proportionnelle à la surface de l'anneau. Un anneau plus grand contient plus de flux magnétique, ce qui crée un courant plus élevé dans le circuit. La surface de la boucle doit donc être réduite.

(3) longueur de connexion de circuit s'il vous plaît assurez - vous que la ligne de signal est aussi courte que possible. Pour qu'une antenne soit efficace, sa longueur doit être une partie importante de la longueur d'onde. Cela signifie qu'une ligne plus longue aidera à recevoir les composantes fréquentielles générées par les impulsions EDD, tandis qu'une ligne plus courte n'obtiendra que moins de composantes fréquentielles.

L'énergie du champ électromagnétique généré par la décharge électrostatique du conducteur court - circuité est ainsi réduite à l'alimentation électrique du circuit. Lorsque la longueur de la ligne de signal dépasse 300 mm (12 Po), une ligne de masse parallèle est requise.

Il est également possible de prévoir une ligne protonique sur la ligne de signal ou sur sa surface adjacente. Dans un groupe de pièces approprié, il existe de nombreuses pièces interconnectées qui doivent être proches les unes des autres. Par example, les périphériques E / s sont situés le plus près possible du connecteur E / s afin de réduire la longueur des circuits imprimés interconnectés.

(4) la décharge directe d'un site d'enfouissement électrostatique au sol par injection de charge au sol peut endommager les circuits électriques sensibles. En plus de l'utilisation de diodes TVS, on utilise un ou plusieurs condensateurs de dérivée haute fréquence placés entre les composants vulnérables et l'alimentation électrique entre la masse. La fonction de dérivation réduit l'injection de charge et maintient la différence de tension entre l'alimentation et le port de connexion à la terre. Le TVS maintient l'inductance et maintient la différence de potentiel de la tension de blocage du TV. Le TVS et les condensateurs doivent être placés aussi près que possible du circuit intégré protégé. Pour réduire les effets induits parasites, il est nécessaire d'assurer une longueur minimale et un nombre minimal de tranches de condensateurs sur le canal TVS.

(5) l'inductance parasite dans le circuit de protection lorsque l'événement ESD se produit, l'induction parasite dans le chemin de la diode TVS peut provoquer une surtension grave. Bien qu'une tension induite de vl = l * di / DT soit utilisée aux bornes de l'inducteur inductif, la surtension peut toujours dépasser le seuil de tension d'endommagement du circuit intégré protégé. La tension totale du circuit de protection est la somme des tensions générées par la tension de blocage des diodes TVS, Vt = VC + vl. Le Courant induit de transition atteint son maximum en moins d'une seconde (selon la norme IEC 61000 - 4 - 2). En supposant que l'inductance de la sonde est de 20 nnhh par pouce et que la longueur de la ligne est d'un quart, la surtension sera de 50V / Pulse 10A. Rendre la dérivée aussi courte que possible afin de réduire l'effet de l'inductance parasite.

(6) lors de l'assemblage de la carte PCB Assemblée, le soudage ne doit pas être effectué sur la couche supérieure ou inférieure. Les vis à joint intégré permettent d'établir un contact étroit entre le circuit imprimé et le revêtement / blindage métallique ou de maintenir un contact étroit sur la surface de correction. La même "zone d'isolement" doit être déterminée entre la qualité du châssis et la qualité du circuit de chaque couche. Si possible, maintenez une distance de 0,64 mm (00025 Po). Sur la carte et en bas, près du trou d'installation, le sol et le circuit électrique de l'armoire sont reliés à l'armoire par des fils de 1,27 mm de large (00050 Po), un tous les 100 mm (4,0 Po).

Placez des dés en bois ou des trous d'assemblage entre le placard et la mise à la terre de la planche, ces points de connexion étant adjacents. Ces connexions à la terre peuvent être connectées à la lame pour maintenir le circuit ouvert ou avoir un rebond magnétique PCB / condensateur haute fréquence pour modifier le mécanisme utilisé pour la mise à la terre dans le test ESD.