Teknik PCB - Projek pelepasan elektrostatik (ESD) papan PCB

Disin pelepasan elektrostatik (ESD) papan PCB, Banyak jurutera desain produk biasanya mula mempertimbangkan isu pelepasan anti-statik (ESD) apabila produk memasuki proses produksi. Jika peralatan elektronik tidak boleh lulus ujian pembuangan anti-statik, biasanya penyelesaian akhir mesti menggunakan komponen mahal, pengangkutan manual semasa proses pembuatan, atau bahkan disiapkan semula. Oleh itu, kemajuan produk ini pasti akan terpengaruh.

Walaupun seorang jurutera reka-reka discharge elektrostatik (ESD) yang berpengalaman mungkin tidak tahu bahagian-bahagian reka-reka berkontribusi kepada discharge anti-statik (ESD). Kebanyakan peranti elektronik berada dalam persekitaran penuh ESD 99% seumur hidup mereka. ESD mungkin tidak datang dari tubuh manusia, perabot, atau bahkan peranti sendiri. Ianya jarang bagi peralatan elektronik untuk menderita kerosakan desain ESD sepenuhnya, tetapi gangguan ESD sangat umum, yang boleh menyebabkan peralatan dikunci, reset, kehilangan data dan tidak bertanggungjawab. Hasilnya mungkin bahawa peralatan elektronik sering gagal dalam musim sejuk dan kering musim sejuk, tetapi ia menunjukkan normal semasa penyelenggaraan, yang akan mengelakkan pengaruh kepercayaan pengguna dalam peralatan elektronik dan penghasilnya.

1. Mekanisme generasi ESD

Apabila konduktor yang dimuatkan mendekati konduktor lain, medan elektrik yang kuat akan ditetapkan antara kedua-dua konduktor, menyebabkan kerosakan disebabkan oleh medan elektrik. Apabila ketegangan diantara dua konduktor melebihi ketegangan pecah udara dan media mengisolasi diantaranya, akan berlaku lengkung desain ESD. Dalam 0.7ns hingga 10ns, arus arc desain ESD boleh mencapai puluhan ampera atau bahkan melebihi 100A. Lengkung ESD menghasilkan medan magnetik kuat dengan julat frekuensi 1MHz-500MHz, yang secara induktif dipasang ke setiap loop wayar bersebelahan, dan menghasilkan arus lebih dari 15A dan voltaj tinggi lebih dari 4KV dalam julat 10 cm dari lengkung ESD. Lengkung ESD akan dikekalkan sehingga kedua-dua konduktor berada dalam litar pendek kenalan atau arus terlalu rendah untuk mengekalkan lengkung.

2. Bentangan dan desain kabel PCB anti-ESD

1. Guna struktur papan PCB berbilang lapisan sebanyak yang mungkin, dan mengatur bekalan kuasa dan pesawat tanah dedikasi pada lapisan dalaman papan PCB. Guna kapasitor bypass dan menyambungkan. Cuba letakkan setiap lapisan isyarat dekat lapisan kuasa atau lapisan tanah. Untuk PCB padat tinggi dengan komponen di atas dan bawah permukaan, garis sambungan pendek, dan banyak dasar penuh, pertimbangkan menggunakan kawat dalaman.

2. Pastikan bentangan setiap sirkuit fungsional dan komponen antara setiap sirkuit fungsional adalah sebaik mungkin. Untuk sirkuit atau komponen sensitif yang sensitif kepada ESD, mereka patut ditempatkan di tengah papan PCB supaya sirkuit lain boleh digunakan untuk mereka. Memberikan kesan perlindungan tertentu. Dalam kawasan yang boleh ditembak secara langsung oleh rancangan ESD, wayar tanah mesti ditempatkan dekat setiap garis isyarat.

3. Pada antaramuka I/O peralatan dimana desain ESD mudah untuk masuk dan tempat dimana tangan manusia sering perlu menyentuh atau beroperasi, seperti butang reset, port komunikasi, butang aktif/matik, butang fungsi, dll. Biasanya letakkan pelindung sementara, perlahan siri atau beads magnetik di ujung penerima.

4. Untuk memastikan garis isyarat sebagai pendek yang mungkin, apabila panjang garis isyarat lebih dari 12 inci (30cm), pastikan meletakkan wayar tanah secara selari.

5. Pastikan kawasan gelung antara garis isyarat dan gelung yang sepadan adalah sebanyak mungkin. Untuk isyarat panjang, ubah kedudukan garis isyarat dan wayar tanah setiap beberapa sentimeter atau inci untuk mengurangi kawasan loop.

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

7. Bila boleh, isi kawasan yang tidak digunakan dengan tanah, dan sambungkan tanah yang dipenuhi semua lapisan setiap jarak<2inci (5cm).

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

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

10. Uruskan laluan tanah anular disekitar seluruh periferi papan PCB, dan jadikan lebar tanah anular bagi semua lapisan lebih besar dari 100mil (2.54 mm) sebanyak mungkin. Sambungkan tanah cincin semua lapisan dengan lubang setiap 500 mil (12.7 mm), dan garis isyarat lebih dari 20 mil (0.5 mm) jauh dari tanah cincin.