Thiết kế điện tử - Các phương pháp và biện pháp chống ESD phổ biến trong thiết kế bảng mạch PCB

Trong thiết kế của bảng mạch in, thiết kế ngược có thể đạt được bằng cách xếp lớp, bố trí hợp lý và cài đặt. Trong quá trình thiết kế, phần lớn các sửa đổi thiết kế có thể hạn chế việc bổ sung hoặc giảm các thành phần thông qua các dự đoán. Điều này có thể được ngăn chặn tốt bằng cách điều chỉnh bố cục và hệ thống dây điện. Dưới đây là một số biện pháp phòng ngừa phổ biến. Sử dụng càng nhiều lớp PCB càng tốt. So với PCB hai mặt, mặt phẳng nối đất và mặt phẳng nguồn, cũng như khoảng cách nối đất của các đường tín hiệu được sắp xếp chặt chẽ, có thể làm giảm trở kháng chế độ chung và khớp nối điện cảm, do đó đạt được mức PCB hai mặt. 1/10 đến 1/100 Cố gắng giữ mỗi lớp tín hiệu gần với lớp điện hoặc lớp hình thành. Có các thành phần trên và dưới bề mặt và kết nối rất ngắn. Đối với hệ thống dây điện và nhiều PCB mật độ cao, hãy cân nhắc sử dụng dây bên trong.

2. Đối với PCB hai mặt, nên sử dụng nguồn điện đan xen chặt chẽ và lưới nối đất. Đường dây điện nằm gần đường nối đất và có nhiều kết nối nhất có thể giữa đường thẳng đứng và đường ngang hoặc khu vực lấp đầy. Kích thước lưới ở một bên nhỏ hơn hoặc bằng 60mm. Nếu có thể, kích thước lưới phải nhỏ hơn 13 mm. Hãy chắc chắn rằng mỗi mạch càng nhỏ gọn càng tốt. Đặt tất cả các kết nối sang một bên nếu có thể. "Khu vực cách ly" giống nhau nên được thiết lập giữa mặt đất khung gầm và mặt đất mạch cho mỗi lớp; Giữ khoảng cách 0,64mm nếu có thể. Khi lắp ráp PCB, không áp dụng bất kỳ hàn trên đầu hoặc dưới pad. Sử dụng vít với máy giặt tích hợp để đạt được tiếp xúc chặt chẽ giữa PCB và vỏ kim loại/lá chắn hoặc giá đỡ trên mặt phẳng nối đất.7 Nếu có thể, hãy giới thiệu dây nguồn từ trung tâm của thẻ và giữ nó cách xa khu vực trực tiếp bị ảnh hưởng bởi ESD. Trên tất cả các lớp PCB bên dưới đầu nối dẫn ra bên ngoài khung máy (dễ bị ESD tấn công trực tiếp), đặt một nối đất khung máy rộng hoặc nối đất đa giác và sử dụng các lỗ để kết nối chúng với khoảng cách khoảng 13 mm. cùng nhau. 9. Đặt lỗ gắn trên cạnh của thẻ và kết nối các miếng đệm trên và dưới không có lớp kháng hàn xung quanh lỗ gắn với mặt đất khung. 10. Ở tầng trên cùng và tầng dưới cùng của thẻ gần lỗ gắn, nối đất khung và nối đất mạch với dây rộng 1,27mm mỗi 100mm dọc theo dây nối đất khung. Gần các điểm kết nối này, đặt một miếng đệm hoặc lỗ gắn để lắp đặt giữa mặt đất khung máy và mặt đất mạch. Các kết nối nối đất này có thể được cắt bằng lưỡi dao để giữ mạch mở hoặc dây vá tụ điện từ/tần số cao có thể được sử dụng. Nếu bảng không được đặt trong khung kim loại hoặc thiết bị che chắn, bạn không thể áp dụng thông lượng điện trở lên đường nối đất khung trên và dưới cùng của bảng để sử dụng nó làm điện cực xả 12 cho hồ quang ESD. Để thiết lập nối đất vòng xung quanh mạch như sau: (1) Ngoài đầu nối cạnh và nối đất khung, hãy thiết lập đường dẫn nối đất tròn trên toàn vành đai. (2) Đảm bảo chiều rộng nối đất vòng của tất cả các lớp lớn hơn 2,5mm. (3) Kết nối với vòng lặp qua lỗ cứ sau 13mm. (4) Kết nối nối đất vòng với mặt đất chung của mạch nhiều lớp. (5) Đối với các tấm đôi được gắn trong vỏ kim loại hoặc thiết bị che chắn, mặt đất vòng phải được kết nối với mặt đất chung của mạch. Đối với các mạch hai mặt không được che chắn, mặt đất vòng phải được kết nối với mặt đất khung. Điện trở không nên được áp dụng cho mặt đất vòng để mặt đất vòng có thể hoạt động như một thanh phóng điện ESD. Đặt ít nhất một khoảng trống rộng 0,5mm ở đâu đó trên mặt đất hình khuyên (tất cả các lớp) để tránh hình thành các vòng lớn. Khoảng cách giữa dây tín hiệu và nối đất vòng không được nhỏ hơn 0,5mm,13. Ở những khu vực có thể bị ESD tấn công trực tiếp, các đường nối đất phải được đặt gần mỗi đường tín hiệu.14. Mạch I/O phải càng gần đầu nối tương ứng càng tốt. Các mạch dễ bị ESD nên được đặt gần trung tâm mạch để các mạch khác có thể cung cấp cho chúng một số hiệu ứng che chắn.16. Bảo vệ thoáng qua thường được đặt ở đầu nhận. Sử dụng một dây ngắn, dày (ít hơn 5 lần chiều dài và ít hơn 3 lần chiều rộng) để kết nối với mặt đất khung gầm. Dây tín hiệu và dây nối đất của đầu nối phải được kết nối trực tiếp với bộ bảo vệ thoáng qua trước khi kết nối với phần còn lại của mạch. Thông thường, các điện trở nối tiếp và hạt được đặt ở đầu nhận. Đối với những trình điều khiển cáp dễ bị ESD, bạn cũng có thể xem xét việc đặt một điện trở nối tiếp hoặc hạt từ ở đầu trình điều khiển.18 Đặt tụ điện lọc trong vòng 25 mm tại đầu nối hoặc từ mạch nhận. (1) Sử dụng một dây ngắn, dày để kết nối với mặt đất khung hoặc mặt đất mạch nhận (chiều dài nhỏ hơn 5 lần chiều rộng và chiều rộng nhỏ hơn 3 lần chiều rộng). (2) Dây tín hiệu và dây nối đất được kết nối đầu tiên với tụ điện và sau đó với mạch nhận.18. Đảm bảo đường tín hiệu càng ngắn càng tốt. Khi chiều dài đường tín hiệu lớn hơn 300mm, đường nối đất phải được đặt song song.20. Đảm bảo diện tích vòng lặp giữa đường tín hiệu và vòng lặp tương ứng càng nhỏ càng tốt. Đối với các đường tín hiệu dài, vị trí của các đường tín hiệu và đường mặt đất phải được hoán đổi cách nhau vài cm để giảm diện tích vòng lặp. Điều khiển tín hiệu từ trung tâm mạng vào nhiều mạch nhận. Nếu có thể, hãy lấp đầy các khu vực không sử dụng bằng đất và nối các lĩnh vực lấp đầy của tất cả các tầng với nhau cứ sau 60mm23. Đảm bảo diện tích vòng lặp giữa nguồn điện và mặt đất càng nhỏ càng tốt và đặt một tụ điện tần số cao gần mỗi chân nguồn của chip mạch tích hợp. Đặt một tụ điện bỏ qua tần số cao trong phạm vi 80mm của mỗi đầu nối.25. Đường đặt lại, đường tín hiệu bị gián đoạn hoặc đường tín hiệu kích hoạt cạnh không thể gần với sự sắp xếp cạnh của PCB.26. Đảm bảo kết nối với mặt đất ở hai đầu đối diện của bất kỳ khu vực lấp đầy mặt đất lớn nào (khoảng 25mm * 6mm). Khi chiều dài mở trên mặt phẳng nguồn hoặc mặt đất vượt quá 8 mm, hãy sử dụng dây hẹp để kết nối hai bên của lỗ.28. Kết nối các lỗ gắn với mặt đất chung của mạch hoặc cách ly chúng. (1) Khi giá đỡ kim loại phải được sử dụng với thiết bị che chắn kim loại hoặc khung máy, nên sử dụng điện trở 0 ohm để đạt được kết nối. (2) Xác định kích thước của lỗ lắp để đạt được cài đặt đáng tin cậy của khung kim loại hoặc nhựa. Sử dụng một miếng đệm lớn trên lớp trên cùng và dưới cùng của lỗ gắn, không thể sử dụng điện trở trên bo