Rancangan Elektronik - Analisis tindakan preventif umum melawan ESD dalam rekaan papan PCB

Analisis tindakan preventif umum melawan ESD dalam rekaan papan PCB

Elektrik statik dalam badan manusia, persekitaran, dan bahkan peralatan elektronik boleh menyebabkan berbagai kerosakan kepada cip semikonduktor spesifik, misalnya, menyusup lapisan pengisihan ke dalam komponen; menghancurkan pintu komponen Mosfet dan CMOS.

Pemacu dalam periferi CMMOS; sambungan PN bias loop pendek; sambungan pn berbeza langsung; mencair wayar solder atau aluminum dalam peranti aktif.

Untuk menghapuskan gangguan dan penghancuran muatan ionisasi (ESD) peralatan elektronik, berbagai tindakan teknikal perlu diambil untuk mencegah muatan ini.

Dokumen ini menyediakan desain sirkuit cetak pembuangan anti-statik (ESD), yang termasuk lokasi-berlebihan, bentangan betul, kabel dan pemasangan.

(1) Stacking By using the multilayer printed circuit board as much as possible, as an important load source of the multilayer PCB the surface of the ground can compensate the load of the electrostatic discharge source, thereby reducing the problems caused by the electrostatic field. Permukaan kualiti sirkuit cetak juga boleh digunakan sebagai perisai bagi garis isyarat (tentu saja, semakin besar darjah terbuka pada permukaan proton, semakin besar efisiensi perlindungan). Selain itu, jika dibuang, muatan boleh mudah disuntik ke permukaan papan sirkuit cetak selain dari dalam garis isyarat. Ini akan membantu melindungi komponen, kerana muatan boleh dibuang sebelum komponen rosak. Sudah tentu, untuk mengurangi biaya dalam beberapa sistem, hanya papan lapisan ganda boleh digunakan.

(2) Loop Semasa yang disebabkan pada papan PCB, loop sirkuit ditutup dan mempunyai semasa magnet pembolehubah. Ukuran semasa adalah proporsional dengan permukaan cincin. Cincin yang lebih besar mengandungi aliran magnetik, yang menghasilkan aliran yang lebih tinggi dalam sirkuit. Oleh itu, kawasan loop mesti dikurangi.

(3) Panjang sambungan litar Sila pastikan garis isyarat adalah pendek yang mungkin. Untuk membuat antena sangat efisien, panjangnya mesti sebahagian besar panjang gelombang. Ini bermakna garis yang lebih panjang akan membantu menerima komponen frekuensi yang dijana oleh denyut EDD, sementara garis yang lebih pendek hanya akan mendapat komponen frekuensi yang kurang.

Oleh itu, tenaga medan elektromagnetik yang dijana dari pembuangan elektrostatik konduktor pendek dikurangkan kepada bekalan tenaga dalam sirkuit. Apabila panjang garis isyarat melebihi 300 mm (12 inci), garis kualiti selari diperlukan.

Ia juga mungkin untuk menyediakan garis proton pada garis isyarat atau permukaannya bersebelahan. Dalam kumpulan komponen yang sesuai, terdapat banyak bahagian yang tersambung yang mesti dekat satu sama lain. Contohnya, periferi E/S adalah sebanyak mungkin kepada sambungan E/S untuk mengurangi panjang sirkuit cetak antara sambungan.

(4) Lepaskan muatan tanah Lepaskan langsung landfill elektrostatik di tanah boleh merusak sirkuit sensitif. Selain penggunaan dioda TVS, satu atau lebih kondensator derivat frekuensi tinggi digunakan, yang ditempatkan antara bahagian yang rentan dan bekalan kuasa antara bumi. Kemampuan bypass mengurangkan suntikan muatan dan mengekalkan perbezaan tenaga antara bekalan kuasa dan port sambungan tanah. TVS mengekalkan induktansi dan mengekalkan perbezaan potensi tenaga blok TV. TVS dan kondensator sepatutnya hampir mungkin dengan litar integrasi yang dilindungi. Untuk mengurangi kesan induksi parasit, panjang paling pendek dan potongan kondensator di saluran TVS mesti dijamin.

(5) Induktan parasitik dalam litar perlindungan Apabila peristiwa ESD berlaku, indunan parasitik dalam laluan dioda TVS boleh menyebabkan ketinggalan tegangan yang serius. Walaupun tenaga induksi VL = l * di / DT digunakan pada kedua-dua hujung induktor induktif, penolakan berlebihan sentiasa boleh melebihi ambang tenaga kerosakan sirkuit integrasi yang dilindungi. Jumlah tenaga litar perlindungan adalah jumlah tenaga yang dijana oleh tenaga blok dioda Tvs, VT = vC + vl. Semasa diakibatkan transisi mencapai nilai maksimum dalam kurang dari 1 saat (menurut piawai IEC 61000-4-2). Anggap yang induktan sonda ialah 20 nnhh per inci dan panjang garis ialah seperempat, tekanan berlebihan akan menjadi 50V / Denyut 10a. Jadikan derivatif sebagai pendek yang mungkin untuk mengurangkan kesan induksi parasit.

(6) Pengumpulan Apabila mengumpulkan papan PCB, tiada tentera dilaksanakan pada tahap atas atau bawah. Skrin dengan segel terintegrasi boleh menetapkan kenalan dekat antara sirkuit cetak dan garis/perisai logam, atau menjaga kenalan dekat pada permukaan penyesuaian. "Zon pengasingan" yang sama mesti ditentukan antara kualiti chassis dan kualiti sirkuit pada setiap lapisan. Jika boleh, kekalkan jarak 0.64 mm (0.0025 inci). Di peta dan bawah, berhampiran lubang pemasangan, lantai wardrobe dan sirkuit disambung dalam wardrobe dengan benang lebar 1.27 mm (0.0050 inci), setiap 100 mm (4.0 inci).

Letakkan tongkat kayu atau lubang kumpulan antara almari dan tanah papan sirkuit di mana titik sambungan ini disebelah. Sambungan tanah ini boleh disambung ke pedang untuk mengekalkan sirkuit terbuka atau mempunyai lompatan magnetik frekuensi tinggi PCB/kondensator untuk mengubah mekanisme yang digunakan untuk tanah dalam ujian ESD.