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최근에 나는 전자 제품의 ESD 테스트를 하고 있다.서로 다른 제품의 테스트 결과에서 볼 수 있듯이, 이 ESD는 매우 중요한 테스트입니다. 회로 기판이 잘못 설계되면 정전기를 도입할 때 제품이 붕괴되고 심지어 구성 요소가 붕괴될 수 있습니다.손상과거에는 ESD가 구성 요소를 손상시킬 수 있다는 것만 알았지만 전자 제품에 충분한 관심을 기울일 줄은 몰랐습니다.
ESD는 우리가 흔히 말하는 정전기 방전이다.배운 지식에 의하면 정전기는 일종의 자연현상으로서 일반적으로 전기제품간의 접촉, 마찰, 감응 등을 통해 산생된다. 그 특징은 장기축적과 고전압(수천볼트 심지어 수만볼트의 정전기를 산생할수 있음), 저전력,,저전류와 짧은 동작 시간.전자 제품의 경우 ESD가 잘못 설계되면 전자 전기 제품의 작동이 불안정하거나 손상되는 경우가 많습니다.
ESD 방전 테스트는 일반적으로 접촉 방전과 공기 방전 두 가지 방법을 사용합니다.접촉 방전은 측정된 설비에 대한 직접 방전이다.공기 방전은 간접 방전이라고도 하는데, 강한 자기장과 인접한 전류 회로가 결합하여 발생한다.이 두 시험의 시험 전압은 일반적으로 2KV-8KV로 지역에 따라 요구가 다르다.그러므로 설계에 앞서 우리는 먼저 제품의 시장을 똑똑히 알아야 한다.
상기 두 가지 상황은 인체가 전자제품에 접촉할 때 인체가 전기를 띠거나 기타 원인으로 작동하지 못하는 전자제품의 기본 테스트이다.다음 그림은 일년 중 월별 공기 습도 통계를 보여 줍니다.그림에서 볼 수 있듯이 라스베이거스는 연중 습도가 가장 적다.이 분야의 전자 제품은 ESD 보호에 특히 주의해야 한다.
세계는 지역에 따라 습도 조건이 다르지만, 동시에 한 지역에서 공기의 습도가 다르면 발생하는 정전기도 다르다.다음 표는 공기 습도가 낮아짐에 따라 정전기가 증가하는 데이터를 수집한 것입니다.북쪽에서 겨울에 스웨터를 벗을 때 발생하는 정전기 불꽃이 큰 이유를 간접적으로 설명한 것이기도 하다.
정전기가 매우 큰 위험인 이상 우리는 어떻게 그것을 보호해야 합니까?정전기 보호를 설계할 때, 우리는 일반적으로 세 단계를 취한다: 외부 전하가 회로 기판에 유입되어 손상을 초래하는 것을 방지한다;외부 자기장의 회로 기판 손상 방지;정전장에서 발생하는 피해를 방지하다.
실제 회로 설계에서는 정전기 보호를 위해 다음 방법 중 하나 이상을 사용합니다.
1. 정전기 보호용 눈사태 다이오드.
이 또한 디자인에 자주 사용되는 방법입니다.전형적인 방법은 핵심 신호선에서 눈사태 다이오드를 병렬로 접지하는 것이다.
이 방법은 눈사태 다이오드를 사용하여 빠르게 응답하고 고정 고정 비트를 갖는 능력으로 회로 기판을 보호하기 위해 짧은 시간에 집중적인 높은 전압을 소비할 수 있습니다.
2. 고압 콘덴서를 사용하여 회로를 보호한다.
이 방법에서 최소 1.5KV의 내압 세라믹 콘덴서는 일반적으로 I/O 커넥터 또는 키 신호의 위치에 배치되며 연결선은 가능한 한 짧아 연결선의 전기 감각을 낮춥니다.저전압에 견딜 수 있는 콘덴서를 사용하면 콘덴서에 손상을 입히고 보호력을 잃을 수 있습니다.
3. 철산소 자기 구슬을 사용하여 회로 보호를 한다.
페로브스카이트 자기구슬은 ESD 전류를 잘 감쇠시키고 방사능도 억제할 수 있다.두 가지 문제에 직면했을 때, 철산소 자기 구슬은 매우 좋은 선택이다.
4. 불꽃 틈새법.
이런 방법은 한 조각의 재료에서 볼 수 있다.구체적인 방법은 구리로 구성된 마이크로밴드 선층에 첨단이 서로 마주 보는 삼각형 구리를 사용하는 것이다.삼각형 구리의 한쪽 끝은 신호선에 연결되고 다른 한쪽 끝은 삼각형 구리입니다.접지에 연결하다.정전기가 있을 때, 그것은 격렬한 방전을 발생시키고 전기 에너지를 소모한다.
5. LC 필터를 사용하여 회로를 보호합니다.
LC로 구성된 필터는 고주파 정전기의 회로 진입을 효과적으로 줄일 수 있다.센서의 저항성은 매우 좋아서 고주파 ESD가 회로에 들어가는 것을 억제할 수 있으며, 콘덴서는 ESD의 고주파 에너지를 땅으로 분류한다.이와 동시에 이런 류형의 필터는 또 신호의 변두리를 매끄럽게 하고 RF효과를 낮출수 있어 신호완결성면에서 성능이 한층 제고되였다.
6. ESD 보호를 위한 다중 레이어 보드.
자금이 허락하는 한 다층판을 선택하는것도 ESD를 방지하는 효과적인 수단이다.다중 레이어에서는 전체 접지 평면이 흔적선에 가깝기 때문에 ESD가 저임피던스 평면으로 더 빨리 결합하여 핵심 신호의 역할을 보호할 수 있습니다.
7.회로기판의 외곽에 보호대를 남기는 보호 방법
이런 방법은 일반적으로 용접층이 없는 회로기판 주위에 흔적선을 그리는 것이다.조건이 허락하는 한 흔적선을 케이스에 연결한다.이와 동시에 주의해야 할 점은 흔적선이 페환을 형성하지 못하여 환형안테나가 형성되여 더욱 큰 번거로움을 초래하지 않도록 해야 한다.
8. 고정 다이오드가 있는 CMOS 또는 TTL 장치를 사용하여 회로를 보호합니다.
이런 방법은 격리 원리를 이용하여 회로판을 보호한다.이러한 부품은 고정 다이오드로 보호되므로 실제 회로 설계에서 설계의 복잡성을 줄일 수 있습니다.
9. 디커플링 콘덴서를 사용한다.
이러한 디커플링 커패시터는 낮은 ESL 및 ESR 값을 가져야 합니다.저주파 ESD의 경우 디커플링 콘덴서가 루프 면적을 감소시킵니다.ESL의 영향으로 전해질 기능이 약해져 고주파 에너지를 더 잘 걸러낼 수 있다.
간단히 말해서, ESD가 끔찍하고 심각한 결과를 초래할 수도 있지만, 회로의 전원과 신호선을 보호해야만 ESD 전류가 PCB로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.그중 나의 사장은 늘"한판의 접지기가 좋아야 왕도"라고 말하는데 나는 이 말도 당신에게 천창을 깨뜨리는 효과를 가져다주기를 바란다.
