Rancangan Elektronik - Ringkasan komprensif anti-ESD dalam rekaan papan PCB

Elektrik statik dari badan manusia, persekitaran, dan bahkan peralatan elektronik boleh menyebabkan berbagai kerosakan kepada cip setengah konduktor yang tepat, seperti penetrat lapisan insulasi tipis di dalam komponen; menghancurkan pintu komponen MOSFET dan CMOS; dan pemicu dalam peranti CMOS dikunci. Sambungan PN bias-balik sirkuit pendek; sambungan PN bias-maju sirkuit pendek; mencair wayar soldering atau wayar aluminum di dalam peranti aktif. Untuk menghapuskan gangguan pembuangan elektrostatik (ESD) dan kerosakan peralatan elektronik, berbagai tindakan teknikal perlu diambil untuk mencegahnya.

Dalam rancangan papan PCB, rancangan anti-ESD PCB boleh diselesaikan melalui lapisan, bentangan dan pemasangan yang sesuai. Dalam proses desain, kebanyakan perubahan desain boleh dibatasi dengan tambahan atau pengurangan komponen melalui ramalan. Dengan menyesuaikan bentangan dan laluan PCB, ESD boleh dihentikan dengan baik. Berikut adalah beberapa tindakan pencegahan biasa.

1. Guna PCB berbilang lapisan sebanyak mungkin

Berbanding dengan PCB dua sisi, pesawat tanah dan pesawat kuasa, serta ruang garis isyarat-tanah yang diatur dengan rapat boleh mengurangi impedance mod umum dan sambungan induktif, membuat ia mencapai 1/10 hingga 1/100 PCB dua sisi. Cuba letakkan setiap lapisan isyarat dekat lapisan kuasa atau lapisan tanah sebanyak mungkin. Untuk PCB padat tinggi dengan komponen di atas dan bawah permukaan, garis sambungan pendek, dan banyak isi, anda boleh pertimbangkan menggunakan garis lapisan dalaman.

2. Untuk PCB dua sisi, kuasa dan grid tanah yang terkait ketat patut digunakan.

Garis kuasa dekat dengan garis tanah, dan sebanyak mungkin sambungan antara garis menegak dan mengufuk atau kawasan penuh. Saiz grid pada satu sisi kurang atau sama dengan 60 mm. Jika boleh, saiz grid patut kurang dari 13mm.

3. Pastikan setiap sirkuit sebaik mungkin sempit.

4. Letakkan semua konektor di samping sebanyak mungkin.

5. Tetapkan "zon pengasingan" yang sama antara tanah chassis dan tanah sirkuit pada setiap lapisan; jika boleh, simpan jarak pemisahan 0.64 mm.

6. Apabila mengumpulkan PCB, jangan gunakan askar pada pads atas atau bawah.

Guna skru dengan pencuci masuk untuk mencapai hubungan dekat antara PCB dan lapisan chassis/perisai logam atau sokongan pada pesawat tanah.

7. Jika boleh, perkenalkan tali kuasa dari pusat kad dan menjauhkannya dari kawasan yang secara langsung diserang oleh ESD.

8. Pada semua lapisan PCB di bawah sambungan yang membawa ke luar chassis (yang mudah ditembak oleh ESD), letakkan tanah chassis lebar atau tanah penuhi poligonal, dan sambungkan dengan vias pada interval kira-kira 13 mm. Bersama-sama.

9. Letakkan lubang lekap di tepi kad, dan sambungkan pads atas dan bawah tanpa askar melawan di sekitar lubang lekap ke tanah chassis.

10. Pada lapisan atas dan bawah kad berhampiran lubang lekap, sambungkan tanah chassis dan tanah sirkuit dengan wayar lebar 1,27 mm setiap 100 mm sepanjang wayar tanah chassis. Bergabung ke titik sambungan ini, pads tempat atau lubang lekap untuk melekat antara tanah chassis dan tanah sirkuit. Sambungan tanah ini boleh dipotong dengan pedang untuk menjaga sirkuit terbuka, atau lompat dengan beads magnetik/kondensator frekuensi tinggi.

11. Jika papan sirkuit tidak akan ditempatkan dalam chassis logam atau peranti perisai, penentang tentera tidak patut dilaksanakan pada wayar tanah chassis atas dan bawah papan sirkuit, sehingga ia boleh digunakan sebagai elektrod pembuangan untuk lengkung ESD.

12 Untuk menetapkan tanah cincin di sekitar litar dengan cara berikut:

(1) Selain sambungan pinggir dan tanah chassis, laluan tanah bulat ditempatkan disekitar seluruh periferi.

(2) Pastikan lebar tanah anular bagi semua lapisan lebih besar dari 2,5 mm.

(3) Sambung setiap tahun dengan lubang setiap 13mm.

(4) Sambungkan tanah cincin ke tanah umum sirkuit berbilang lapisan.

(5) Untuk panel ganda yang dipasang dalam kes logam atau peranti perisai, tanah cincin patut disambung dengan tanah umum sirkuit. Untuk sirkuit dua sisi yang tidak tersimpan, tanah cincin harus disambung dengan tanah chassis. Penjaga tidak patut dilaksanakan pada tanah cincin, sehingga tanah cincin boleh bertindak sebagai bar pelepasan ESD. Letakkan sekurang-kurangnya satu pada kedudukan tertentu di tanah cincin (semua lapisan) 0.5 mm luas, supaya anda boleh menghindari membentuk gelung besar. Jarak antara kawat isyarat dan tanah cincin tidak boleh kurang dari 0.5 mm.

13. Di kawasan yang boleh ditembak secara langsung oleh ESD, kawat tanah mesti diletakkan dekat setiap garis isyarat.

14. Sirkuit I/O sepatutnya hampir mungkin dengan sambungan yang sepadan.

15. Rangkaian yang susah terhadap ESD patut ditempatkan dekat pusat sirkuit supaya sirkuit lain boleh memberikan mereka kesan perisai tertentu.

16. Pelindung sementara biasanya ditempatkan di ujung penerima. Guna wayar pendek dan tebal (panjang kurang dari 5 kali lebar, lebih baik kurang dari 3 kali lebar) untuk menyambung ke tanah chassis. Kabel isyarat dan wayar tanah dari sambungan seharusnya disambung secara langsung ke pelindung sementara sebelum disambung ke bahagian lain sirkuit.

17. Secara umum, resistor siri dan kacang magnetik ditempatkan di ujung penerima. Untuk pemandu kabel yang mudah ditembak oleh ESD, anda juga boleh pertimbangkan meletakkan resistor siri atau kacang magnetik pada hujung pemandu.

18 Letakkan kondensator penapis pada sambungan atau dalam 25 mm dari sirkuit penerima.

(1) Guna wayar pendek dan tebal untuk menyambung ke tanah chassis atau tanah sirkuit penerima (panjang kurang dari 5 kali lebar, lebih baik kurang dari 3 kali lebar).

(2) Kabel isyarat dan wayar tanah tersambung ke kondensator dahulu dan kemudian ke sirkuit penerima.

Pastikan garis isyarat pendek yang mungkin.

19. Apabila panjang wayar isyarat lebih besar dari 300 mm, wayar tanah mesti diletakkan secara selari.

20. Pastikan kawasan gelung antara garis isyarat dan gelung yang sepadan adalah sebanyak mungkin. Untuk garis isyarat panjang, kedudukan garis isyarat dan garis tanah mesti ditukar setiap beberapa sentimeter untuk mengurangi kawasan loop.

21. Pandu isyarat dari pusat rangkaian ke sirkuit penerimaan berbilang.

22. Jika boleh, isi kawasan yang tidak digunakan dengan tanah, dan sambungkan kawasan penuh semua lapisan pada jarak 60 mm.

23. Pastikan kawasan loop antara bekalan kuasa dan tanah adalah sebanyak yang mungkin, dan letakkan kondensator frekuensi tinggi dekat dengan setiap pin bekalan kuasa cip sirkuit terintegrasi.

Letakkan kondensator bypass frekuensi tinggi dalam 80 mm dari setiap sambungan.

25. Garis tetapkan semula, mengganggu garis isyarat atau garis isyarat pemicu pinggir tidak boleh diatur dekat pinggir PCB.

26. Pastikan untuk disambung dengan tanah di kedua kedudukan hujung bertentangan kawasan penuh tanah yang arbitrari besar (kira-kira lebih besar dari 25mm*6mm).

27. Apabila panjang pembukaan pada bekalan kuasa atau kapal tanah melebihi 8 mm, gunakan garis sempit untuk menyambung kedua-dua sisi pembukaan.

28. sambungkan lubang pemasangan ke tanah biasa sirkuit, atau mengisolasinya.

(1) Apabila gelang logam mesti digunakan dengan peranti perlindungan logam atau chassis, perlindungan sifar-ohm mesti digunakan untuk menyadari sambungan.

(2) Tentukan saiz lubang lekapan untuk mencapai pemasangan yang boleh dipercayai bagi kurungan logam atau plastik. Guna pads besar pada lapisan atas dan bawah lubang penyelesaian, dan tiada pasukan yang dapat menolak boleh digunakan pada pads bawah, dan pastikan pads bawah tidak menggunakan teknologi penyelesaian gelombang. penywelding.

29. Garis isyarat yang dilindungi dan garis isyarat yang tidak dilindungi tidak boleh diatur secara selari.

Beri perhatian khusus pada kawalan penyelesaian semula, ganggu dan kawal garis isyarat.

(1) Guna penapisan frekuensi tinggi.

(2) Jauhkan dari sirkuit input dan output.

(3) Jauhkan diri dari pinggir papan sirkuit.

31. PCB patut disisipkan ke dalam chassis, tidak dipasang dalam pembukaan atau garis dalaman.

32. Perhatikan kawat di bawah kacang magnetik, antara pads PCB dan garis isyarat yang mungkin berhubungan dengan kacang magnetik. Beberapa kacang magnetik mempunyai konduktiviti yang sangat baik dan mungkin menghasilkan laluan konduktif yang tidak dijangka.

33. Jika chassis atau papan utama disediakan dengan beberapa papan sirkuit, papan sirkuit yang paling sensitif kepada elektrik statik patut ditempatkan di tengah.