Technologie PCB - Comment réduire les interférences ESD lors de la conception de PCB

Dans la conception d'une carte PCB, la conception anti - ESD d'un PCB peut être réalisée en couches, avec une disposition et une installation appropriées. ESD peut être bien protégé en ajustant la disposition et le câblage du PCB. Utilisez autant de PCB multicouches que possible. Par rapport aux PCB bifaciaux, le plan de masse et le plan d'alimentation, ainsi que l'espacement de mise à la terre des lignes de signal étroitement alignées, peuvent réduire l'impédance de mode commun et le couplage inductif à 1 / de PCB bifacial. 10 à 1 / 100. Il y a des composants sur les surfaces supérieure et inférieure et il y a des lignes de connexion très courtes.

L'électricité statique provenant du corps humain, de l'environnement et même de l'électronique peut causer divers dommages aux puces semi - conductrices de précision, tels que la pénétration d'une fine couche isolante à l'intérieur du composant; Destruction des grilles des éléments MOSFET et CMOS; Et la bascule dans le dispositif CMOS est verrouillée; Une jonction PN polarisée en inverse par court - circuit; Court - circuit polarisant la jonction PN en direct; Faire fondre le fil de soudure ou le fil d'aluminium à l'intérieur du dispositif actif. Pour éliminer les interférences et les dommages causés aux appareils électroniques par les décharges électrostatiques (ESD), plusieurs mesures techniques sont nécessaires pour les prévenir.

Dans la conception d'une carte PCB, la conception anti - ESD d'un PCB peut être réalisée en couches, avec une disposition et une installation appropriées. Au cours du processus de conception, la grande majorité des modifications de conception peuvent limiter l'ajout ou la réduction de composants par anticipation. ESD peut être bien protégé en ajustant la disposition et le câblage du PCB. Voici quelques précautions communes.

Utilisez autant de PCB multicouches que possible. Par rapport aux PCB bifaciaux, le plan de masse et le plan d'alimentation, ainsi que l'espacement de mise à la terre des lignes de signal étroitement alignées, peuvent réduire l'impédance de mode commun et le couplage inductif à 1 / de PCB bifacial. 10 à 1 / 100. Essayez de placer chaque couche de signal près de la couche d'alimentation ou de la couche de mise à la terre. Pour les PCB haute densité avec des composants, des lignes de connexion courtes et de nombreux remplissages sur les surfaces supérieure et inférieure, vous pouvez envisager d'utiliser des lignes de couche interne.

Pour une carte de circuit imprimé double face, utilisez une alimentation étroitement entrelacée et un réseau de mise à la terre. Les lignes d'alimentation sont proches de la ligne de terre et il y a autant de connexions que possible entre les lignes verticales et horizontales ou les zones de remplissage. La taille de la grille d'un côté est inférieure ou égale à 60 mm. Si possible, la taille de la grille doit être inférieure à 13 MM.

Assurez - vous que chaque circuit est aussi compact que possible.

Mettez tous les joints de côté autant que possible.

Si possible, introduisez le cordon d'alimentation depuis le Centre de la carte et éloignez - vous des zones directement touchées par l'ESD.

Sur toutes les couches de PCB sous les connecteurs menant à l'extérieur du châssis (qui sont facilement touchés par ESD), placez une large mise à la terre du châssis ou une mise à la terre remplie de polygones et connectez - les ensemble par des trous traversants à une distance d'environ 13 MM.

Placez le trou de montage sur le bord de la carte et connectez Les Plots supérieurs et inférieurs sans flux autour du trou de montage à la masse du châssis.

Ne pas appliquer de soudure sur les Plots supérieurs ou inférieurs pendant l'assemblage du PCB. Utilisez des vis avec des rondelles intégrées pour obtenir un contact étroit entre le PCB et le châssis / blindage métallique ou le support sur le plan de masse.

Entre la mise à la terre du châssis et la mise à la terre du circuit à chaque niveau, la même « zone d'isolement» doit être prévue; Si possible, maintenez un espacement de 0,64 MM.

Connectez la terre du châssis et la terre du circuit avec des fils de 1,27 mm de large tous les 100 mm le long de la ligne de terre du châssis aux niveaux supérieur et inférieur de la carte près du trou de montage. Près de ces points de connexion, des plots ou des trous de montage sont placés pour permettre l'installation entre la masse du châssis et la masse du circuit. Ces connexions à la terre peuvent être coupées avec une lame pour maintenir le circuit ouvert, ou des cordons de brassage avec des billes magnétiques / condensateurs haute fréquence.

Si la carte n'est pas placée dans un châssis métallique ou dans un dispositif de blindage, le flux de résistance ne doit pas être appliqué sur les lignes de masse supérieure et inférieure du châssis de la carte afin qu'elle puisse être utilisée comme électrode de décharge pour l'arc ESD.

Placez une masse annulaire autour du circuit de la manière suivante:

(1) en plus du connecteur de bord et de la mise à la terre du châssis, un chemin de mise à la terre circulaire est prévu sur toute la périphérie.

(2) assurez - vous que toutes les couches ont une largeur de mise à la terre annulaire supérieure à 2,5 mm.

(3) connexion annulaire avec trou traversant tous les 13 MM.

(4) Connecter la masse annulaire à la masse commune du circuit multicouche.

(5) dans le cas d’un panneau double face monté dans un boîtier métallique ou dans un dispositif blindé, la masse annulaire doit être reliée à la masse commune du circuit. Pour les circuits bifaciaux non blindés, la terre annulaire doit être connectée à la terre du châssis. Le flux de blocage ne doit pas être appliqué à la masse annulaire de sorte que la masse annulaire puisse agir comme une tige de décharge ESD. Placez - en au moins un quelque part sur un espace de 0,5 mm de large sur le sol de l'anneau (toutes les couches), ce qui évite la formation de grands anneaux. La distance entre le câblage du signal et la masse annulaire ne doit pas être inférieure à 0,5 mm.

Dans les zones susceptibles d'être touchées directement par l'ESD, des lignes de mise à la terre doivent être posées près de chaque ligne de signal.

Le circuit d'E / s doit être aussi proche que possible du connecteur correspondant.

Les circuits sensibles à l'ESD doivent être placés près du Centre du circuit afin que d'autres circuits puissent lui donner un certain effet de blindage.

Typiquement, des résistances en série et des billes magnétiques sont placées sur l'extrémité réceptrice. Pour les conducteurs de câble qui sont sensibles à ESD, vous pouvez également envisager de placer des résistances en série ou des billes magnétiques à l'extrémité du conducteur.

Un protecteur transitoire est généralement placé à l'extrémité de réception. Utilisez un fil court et épais (moins de 5 fois la longueur et moins de 3 fois la largeur) pour vous connecter à la terre du châssis. Les lignes de signal et de masse du connecteur doivent être connectées directement au Protecteur transitoire avant d'être connectées à d'autres parties du circuit.

Un condensateur de filtrage est placé au niveau du connecteur ou à moins de 25 millimètres du circuit de réception.

(1) utilisez un fil court et épais pour vous connecter à la terre du châssis ou à la terre du circuit récepteur (moins de 5 fois la longueur et moins de 3 fois la largeur).

(2) la ligne de signal et la ligne de masse sont connectées d'abord au condensateur, puis au circuit de réception.

Assurez - vous que la ligne de signal est aussi courte que possible.

Lorsque la longueur de la ligne de signal est supérieure à 300 mm, la ligne de mise à la terre doit être posée en parallèle.

Assurez - vous que la zone de boucle entre la ligne de signal et la boucle correspondante est aussi petite que possible. Pour les lignes de signal longues, les positions des lignes de signal et de terre doivent être échangées tous les quelques centimètres afin de réduire la zone de boucle.

Pilote les signaux provenant du Centre du réseau dans plusieurs circuits de réception.

Assurez - vous que la zone de boucle entre l'alimentation et la terre est aussi petite que possible et placez un condensateur haute fréquence près de chaque broche d'alimentation de la puce de circuit intégré.

Un condensateur de dérivation haute fréquence est placé dans la plage de 80 mm de chaque connecteur.

Dans la mesure du possible, remplissez les zones inutilisées avec des terres et connectez les terres de remplissage à tous les niveaux à une distance de 60 mm.

Assurez - vous de vous connecter au sol dans deux positions d'extrémité opposées dans une zone de remplissage au sol de toute taille (environ plus de 25 mm * 6 mm).

Lorsque la longueur de l'ouverture dans le plan d'alimentation ou de mise à la terre dépasse 8 mm, utilisez des lignes étroites pour connecter les deux côtés de l'ouverture.

Une ligne de Réinitialisation, une ligne de signal d'interruption ou une ligne de signal de déclenchement de bord ne peut pas être disposée à proximité du bord du PCB.

Connectez le trou de montage à la masse commune du circuit ou Isolez - le.

(1) Lorsque le support métallique doit être utilisé avec un blindage métallique ou un châssis, une résistance de zéro ohm doit être utilisée pour réaliser la connexion.

(2) dimensionner le trou de montage pour obtenir une installation fiable du support en métal ou en plastique. Utilisez de gros Plots sur les couches supérieure et inférieure du trou de montage, aucun flux de blocage ne doit être utilisé sur le Plot inférieur et assurez - vous que le Plot inférieur n'utilise pas la technologie de soudage par vagues. La soudure.

Il n'est pas possible de disposer en parallèle les lignes de signal protégées et les lignes de signal non protégées.

Une attention particulière est accordée au câblage des lignes de signaux de remise à zéro, d'interruption et de commande.

(1) utilisez le filtrage haute fréquence.

(2) Éloignez - vous des circuits d'entrée et de sortie.

(3) Éloignez - vous du bord de la carte.

Le PCB doit être inséré dans le châssis au lieu d'être installé dans une ouverture ou une couture interne.

Notez le câblage sous les billes magnétiques, entre les Plots et les lignes de signal qui peuvent entrer en contact avec les billes magnétiques. Certaines billes magnétiques ont une très bonne conductivité électrique et peuvent créer des chemins conducteurs inattendus.

S'il y a plus d'une carte dans le châssis ou la carte mère, la carte sensible à l'électricité statique doit être placée au milieu.

Ci - dessus sont quelques détails sur la conception de PCB qui, espérons - le, vous aideront tous.