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PCB 기술

PCB 기술 - PCB 보드의 정전기 방전 설계

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PCB 기술 - PCB 보드의 정전기 방전 설계

PCB 보드의 정전기 방전 설계

2021-08-11
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Author:IPCB

PCB 보드의 정전기 방전 (ESD) 설계로 많은 제품 설계 엔지니어들은 일반적으로 제품이 생산 과정에 들어갈 때 정전기 방전 문제를 고려하기 시작합니다.전자 장치가 정전기 방지 방전 테스트를 통과하지 못할 경우 일반적으로 최종 솔루션은 고가의 구성 요소를 사용하여 제조 과정에서 수동으로 조립하고 심지어 재설계해야합니다.그러므로 제품의 진도는 필연적으로 영향을 받게 된다.


숙련된 정전기 방전(ESD) 설계 엔지니어도 설계 중 어떤 부분이 정전기 방전으로 이어질지 모를 수 있습니다.대부분의 전자 장치는 수명의 99% 가 ESD로 가득 찬 환경에 있습니다.ESD는 인체, 가구, 심지어 설비 자체에서 나온 것이 아닐 수도 있다.전자 장치가 ESD 설계에 완전히 손상되는 경우는 거의 없지만 ESD 간섭은 장치 잠금, 재설정, 데이터 손실 및 신뢰성 저하로 이어지는 경우가 많습니다.그 결과 전자 장비는 춥고 건조한 겨울에 자주 고장이 나지만 유지 보수 과정에서 정상적으로 작동하기 때문에 전자 장비와 제조업체에 대한 사용자의 신뢰에 영향을 미칠 수밖에 없습니다.

PCB 보드

1.ESD가 만드는 메커니즘

하나의 대전체 도체가 다른 도체에 접근하면 두 도체 사이에 강한 전장이 생겨 전장이 뚫리게 된다.두 도체 사이의 전압이 그들 사이의 공기와 절연 매체의 뚫기 전압을 초과하면 ESD 설계 아크가 발생합니다.0.7ns~10ns 내에서 ESD는 아크 전류를 수십 암페어, 심지어 100A를 초과할 수 있도록 설계했다.ESD 아크는 주파수 범위가 1MHz-500MHz인 강한 자기장을 생성하고, 각 인접한 케이블 회로에 감지 결합하며, ESD 아크에서 10cm 떨어진 범위에서 15A 이상의 전류와 4KV 이상의 고전압을 발생시킵니다. ESD 아크는 두 도체가 단락에 접촉하거나 전류가 너무 낮아 아크를 유지할 수 없을 때까지 유지됩니다.


2. ESD 방지 PCB 레이아웃 및 케이블 연결 설계

1.가능한 한 다층 PCB 보드 구조를 사용하여 PCB 보드 내부에 전용 전원 공급 장치와 접지 평면을 설정합니다.바이패스 및 디커플링 콘덴서를 사용합니다.가능한 한 각 신호 레이어를 전원 레이어나 접지 레이어에 가깝게 배치합니다.상단과 하단 표면에 어셈블리가 있고 케이블이 짧으며 접지가 많은 고밀도 PCB의 경우 내부 케이블 연결을 고려하십시오.

2. 각 기능 회로의 레이아웃과 각 기능 회로 사이의 구성 요소가 가능한 한 컴팩트한지 확인합니다.ESD에 취약한 회로 또는 민감한 컴포넌트의 경우 다른 회로를 사용할 수 있도록 PCB 보드 중심 근처에 배치해야 합니다.일정한 차폐 효과를 제공하다.ESD 설계에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 영역에서는 각 신호선 근처에 접지선을 배치해야 합니다.

3.재설정 버튼, 통신 포트, 스위치 버튼, 기능 버튼 등 사람이 자주 만지거나 조작해야 하는 장치의 I/O 인터페이스를 ESD에서 쉽게 접근할 수 있도록 설계합니다.보통 수신단에 순간적 보호기, 직렬 저항 또는 자기 구슬을 배치합니다.

4. 신호선이 가능한 한 짧아지도록 하기 위해 신호선의 길이가 12인치 (30cm) 보다 크면 반드시 평행으로 접지선을 깔아야 한다.

5. 신호선과 해당 루프 사이의 루프 면적을 최대한 작게 합니다.긴 신호의 경우 몇 센티미터 또는 몇 인치마다 신호선과 지선의 위치를 변경하여 루프 면적을 줄입니다.

6. 전원과 땅 사이의 루프 면적을 가능한 한 작게 하고 집적회로칩(IC)의 각 전원 핀에 고주파 콘덴서를 배치한다.

7. 가능한 경우 사용하지 않는 영역을 토지로 채우고 <2인치(5cm)간격으로 모든 층의 필지를 연결한다.

8. 전원이나 접지 평면의 개구 길이가 8mm를 초과할 경우 좁은 도선으로 개구 양쪽을 연결한다.

9.재설정선, 인터럽트 신호선 또는 가장자리 트리거 신호선은 PCB 보드의 가장자리에 접근할 수 없습니다.

10. 원형 접지 통로를 PCB 보드의 전체 외곽에 배치하고 모든 층의 원형 접지 폭을 가능한 100mm(2.54mm)보다 크게 한다.각 500밀이(12.7mm)마다 모든 층의 고리형 접지를 통공으로 연결하고, 신호선은 고리형 접지로부터 20밀이(0.5mm) 이상 떨어져 있다.