PCBブログ - PCBボードの設計時にESDを防ぐ方法

PCBボードの設計時にESDを防ぐ方法

人体、環境、さらには電子機器内部からの静電は、部品内部を貫通する薄い絶縁層など、精密半導体チップに様々な損傷を与える。短絡逆バイアスPN接合、短絡順バイアスPN接合、能動デバイス内部の融着線またはアルミニウム線。静電放電（ESD）による電子機器への干渉や損傷を除去するためには、さまざまな技術的措置を講じて防止する必要がある。PCBボードの設計では、層状、適切なレイアウト、設置によりPCBボードのESD防止設計を実現することができる。設計プロセスでは、ほとんどの設計変更は予測によるコンポーネントの追加または削除に限定されることがあります。PCBボードのレイアウトを調整することで、ESDをうまく防ぐことができます。以下は一般的な予防策です。

1.多層PCBボードをできるだけ使用する。両面PCB基板に比べて、接地面と電源面、そして緊密に配列された信号線の接地線間隔は、コモンモードインピーダンスと誘導結合を減らすことができ、両面であることができる。PCBボードの1/10から1/100。各信号層をできるだけ電源層または接地層に近い位置に配置する。上部表面と下部表面の両方に素子があり、相互接続が短く、接地充填が多い高密度PCBには、内層を使用することが考えられる。両面PCBボードの場合は、緊密にインターリーブされた電源装置と接地ネットワークを使用する必要があります。電源ケーブルは接地線に近く、垂直線と水平線またはスペーサーの間にできるだけ多く接続されています。片側のメッシュサイズは60 mm以下で、可能であれば13 mm未満のメッシュサイズにする必要があります。3。各回路ができるだけコンパクトであることを確認します。できるだけすべての継ぎ手を横にしてください。可能であれば、ESDの影響を直接受けている領域から電源ケーブルをカードの中心に通します。6。シャーシから引き出されたコネクタ（ESDに直接当たられやすい）の下にあるすべてのPCB層に、広いシャーシ接地または多角形充填接地を配置し、約13 mmの間隔でそれらをビアに接続します。取り付け穴をカードの縁に置き、取り付け穴の周りの上部と下部のパッドにはんだがなく、シャーシに接地します。8。PCBの組み立て中は、上部または下部のパッドにはんだを塗布しないでください。内蔵ガスケット付きネジを使用して、PCBボードと接地面の金属シャーシ/シールドまたはブラケットとの間を密着させます。9。各層のシャーシの接地と回路接地の間に同じ「分離領域」を設置する、可能であれば、0.64 mm.10の間隔を保ちます。カードの上部と下部は取り付け穴に近い。シャーシ接地線に沿って100 mmごとに1.27 mm幅の線でシャーシ接地と回路接地を接続します。これらの接続点の近くに、シャーシの接地と回路の接地の間に取り付けるためのスペーサまたは取り付け穴を配置します。これらの接地接続は、ブレードで切断して開状態にしてもよいし、フェライトビーズ/高周波キャパシタでジャンパしてもよい。11。回路基板が金属ケースやシールド装置に置かれていない場合は、ESDアークの放電電極として使用できるように、回路基板の上部と下部ケースの接地線にソルダーレジストを塗布しないでください。12。回路の周囲に環状接地を設置するには、（1）エッジコネクタとシャーシ接地を除いて、周辺全体に環状接地線を設置する。（2）すべての層の環状幅が2.5 mmより大きいことを確保する。（3）貫通孔リングに13 mm毎に接続する。（4）環状接地を多層回路の共通接地に接続する。（5）金属キャビネットまたはシールド装置に取り付けられた両面パネルに対して、環状接地は回路共通接地に接続されるべきである。非シールドの両面回路では、リング接地はシャーシ接地に接続されている必要があります。ソルダーレジストは環状接地に適用されるべきではなく、このように環状接地はESDの放電棒とすることができる。環状地面（すべてのレイヤー）上に少なくとも1つの位置を配置します。0.5 mm幅の隙間があり、大きなリングの形成を避けることができます。信号配線と環状接地との間の距離は0.5 mm.13を下回ってはならない。ESDに直撃される可能性のある領域には、各信号線の近くに接地線を敷設しなければならない。14。I/O回路はできるだけ適切なコネクタに近づける必要があります。15。ESDの影響を受けやすい回路については、他の回路が遮蔽効果を提供できるように、回路の中心に近い領域に配置する必要があります。16。通常、抵抗器と磁気ビーズは受信端に直列に配置される。ESDにヒットしやすいケーブルドライバについては、駆動端で一連の抵抗器や磁気ビーズを使用することも考えられます。17。過渡的プロテクタは通常、受信側に配置されます。短くて太いワイヤ（幅5倍未満、幅3倍未満）を使用してシャーシの接地に接続します。回路の残りの部分に接続する前に、コネクタから引き出した信号線と接地線は直接過渡保護器に接続しなければならない。18。フィルタコンデンサはコネクタまたは受信回路の25 mmの範囲内に置くべきである。（1）シャーシの接地または受信回路の接地（幅の5倍未満、幅の3倍未満の長さ）に、短くて太いワイヤを使用して接続する。（2）信号線と接地線は、まずキャパシタに接続され、次いで受信回路19に接続される。信号線ができるだけ短いことを確認してください。20。信号線の長さが300 mmを超える場合、接地線は平行に敷設しなければならない。21。信号線と対応するループとの間のループ面積ができるだけ小さいことを確認します。長い信号線の場合、信号線と地線の位置は、ループ面積を減らすために数センチおきに変更する必要があります。22。ネットワーク中心の信号を複数の受信回路に駆動する。電源と接地との間のループ面積ができるだけ小さいことを確認し、ICチップの電源ピンの近くに高周波キャパシタを配置します。24。1つの高周波バイパスコンデンサを各コネクタ80 mm以内に配置します。25。可能な場合は、未使用の領域を地面に塗りつぶし、60 mm 26ごとにすべての層の塗りつぶし地面を接続します。いずれかの大規模な地面充填領域（約25 mmx 6 mmより大きい）の2つの対向する端部に接地されていることを確認します。27。電源または接地面の開口長が8 mmを超える場合は、開口の両側を狭リード線で接続します。リセット線、割り込み信号線、エッジトリガ信号線はPCBボードのエッジの近くに置くことはできません。29。取り付け穴を回路共通線に接続するか、隔離します。（1）金属ブラケットを金属遮蔽装置またはシャーシと一緒に使用しなければならない場合は、ゼロオーム抵抗器を使用して接続しなければならない。（2）取り付け穴の寸法を決定して、金属またはプラスチック支持体の確実な取り付けを実現する。取り付け穴の上部と下部には大きなガスケットを使用します。ソルダーレジストはボトムパッドには使用できず、ボトムパッドがピーク溶接で処理されないことを確認します。溶接。保護信号線と保護されていない信号線は平行に配置できない。31。信号線の配線をリセット、割り込み、制御することに特に注意してください。（1）高周波フィルタリングを使用すること。（2）入出力回路から遠ざかる。（3）回路基板の縁から離れる。32。PCBボードはシャーシに挿入し、開口部や継ぎ目に取り付けてはならない。33。注意：ビーズの下、パッド、およびビーズと接触する可能性のある信号線の間の配線。一部の磁気ビーズは導電性が高く、予想外の導電経路を生成する可能性があります。1つのシャーシまたはマザーボードに複数の基板を取り付ける場合は、静電気に敏感なプリント基板を中央に置く必要があります。