Thông tin PCB - Phương pháp chống tĩnh điện trong thiết kế bảng PCB

Trong thiết kế của bảng mạch PCB, thiết kế chống ESD của bảng mạch PCB có thể đạt được bằng cách xếp lớp, bố trí và lắp đặt thích hợp. Trong quá trình thiết kế, hầu hết các sửa đổi thiết kế có thể bị giới hạn trong việc thêm hoặc loại bỏ các thành phần thông qua dự đoán. ESD có thể được bảo vệ tốt bằng cách điều chỉnh bố cục của bảng PCB. Dưới đây là một số biện pháp phòng ngừa phổ biến. Sử dụng càng nhiều lớp PCB board càng tốt. Trái đất và mặt phẳng nguồn và khoảng cách dây tín hiệu-mặt đất được sắp xếp chặt chẽ có thể làm giảm trở kháng chế độ chung và khớp nối điện cảm so với bảng mạch PCB hai mặt, giúp đạt được bảng mạch PCB hai mặt. Từ 1/10 đến 1/100. Cố gắng đặt từng lớp tín hiệu càng gần càng tốt với lớp nguồn hoặc lớp nối. Đối với PCB mật độ cao, có các thành phần trên và dưới bề mặt của nó, với kết nối rất ngắn và nhiều điền đất, và một lớp bên trong có thể được xem xét.

Đối với PCB hai mặt, hãy sử dụng nguồn điện đan xen chặt chẽ và mạng nối đất. Dây nguồn nằm gần dây nối đất và có nhiều kết nối nhất có thể giữa dây dọc và ngang hoặc đệm. Kích thước lưới ở một bên nhỏ hơn hoặc bằng 60mm và nếu có thể, kích thước lưới phải nhỏ hơn 13mm. Hãy chắc chắn rằng mỗi mạch càng nhỏ gọn càng tốt. Đặt tất cả các khớp sang một bên nếu có thể. Nếu có thể, hãy di chuyển dây nguồn qua trung tâm của thẻ, cách xa khu vực trực tiếp bị ảnh hưởng bởi ESD. Đặt một mặt đất khung rộng hoặc chất độn đa giác (dễ bị ESD trực tiếp) trên tất cả các lớp PCB bên dưới các đầu nối dẫn ra khung máy và gắn chúng lại với nhau bằng các lỗ thủng cách nhau khoảng 13 mm. Đặt lỗ gắn trên các cạnh của thẻ và các miếng đệm trên và dưới xung quanh lỗ gắn không có hàn, nối đất với khung máy. Trong quá trình lắp ráp PCB, không áp dụng bất kỳ hàn trên đầu hoặc dưới cùng pad. Sử dụng vít với máy giặt tích hợp để giữ cho bảng PCB tiếp xúc chặt chẽ với vỏ kim loại/lá chắn hoặc giá đỡ trên mặt phẳng nối đất. Đặt cùng một "khu vực cách ly" giữa mặt đất khung gầm và mặt đất mạch cho mỗi lớp; Nếu có thể, hãy duy trì khoảng cách 0,64mm. Ở trên cùng và dưới cùng của thẻ gần lỗ gắn, dọc theo dây nối đất của khung và nối đất của khung và mạch với dây rộng 1,27mm mỗi 100mm. Gần các điểm kết nối này, đặt miếng đệm hoặc lỗ gắn để lắp đặt giữa mặt đất khung gầm và mặt đất mạch. Các kết nối nối đất này có thể được cắt bằng lưỡi dao để giữ mở hoặc có thể được vá bằng hạt sắt/tụ điện tần số cao.

Nếu bảng mạch không được đặt trong khung kim loại hoặc tấm chắn, không áp dụng điện trở trên mặt đất khung trên và dưới cùng của bảng để chúng có thể hoạt động như điện cực xả cho hồ quang ESD. Để thiết lập mặt đất vòng xung quanh mạch như sau:

(1) Đặt một đường dẫn nối đất vòng trên toàn bộ chu vi ngoại trừ đầu nối cạnh và mặt đất khung.

(2) Đảm bảo chiều rộng vòng của tất cả các lớp lớn hơn 2,5mm.

(3) Kết nối bằng vòng lỗ mỗi 13mm.

(4) Kết nối nối đất vòng với mặt đất chung của mạch nhiều lớp.

(5) Đối với các tấm hai mặt được lắp đặt trong tủ 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. Thông lượng kháng không nên được áp dụng cho mặt đất vòng để mặt đất vòng có thể hoạt động như một thanh xả cho ESD. Đặt ít nhất một vị trí trên mặt đất vòng (tất cả các lớp). Khoảng cách rộng 0,5mm để tránh hình thành các vòng lớn. Khoảng cách giữa dây tín hiệu và nối đất vòng không được nhỏ hơn 0,5mm.

Ở những khu vực có thể bị ESD tấn công trực tiếp, các đường nối đất nên được đặt gần mỗi đường tín hiệu. Mạch I/O phải càng gần đầu nối tương ứng càng tốt. Các mạch dễ bị ESD nên ở gần trung tâm mạch để các mạch khác có thể che chắn cho chúng. Thông thường, điện trở nối tiếp và hạt được đặt ở đầu nhận, và đối với những trình điều khiển cáp dễ bị ESD tấn công, điện trở nối tiếp hoặc hạt cũng có thể được xem xét ở đầu lái xe. Bảo vệ thoáng qua thường được đặt ở đầu nhận. Sử dụng dây ngắn, dày (ít hơn 5 lần chiều rộng và ít hơn 3 lần chiều rộng) để kết nối với mặt đất khung gầm. Trước khi kết nối với phần còn lại của mạch, các dây tín hiệu và dây nối đất xuất phát từ đầu nối phải được kết nối trực tiếp với bộ bảo vệ thoáng qua. Các tụ điện lọc phải được đặt tại đầu nối hoặc trong phạm vi 25 mm của 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 nhỏ hơn 3 lần chiều rộng).

(2) Dây tín hiệu và dây nối đất được kết nối đầu tiên với tụ điện, sau đó với mạch nhận.

Đảm bảo đường tín hiệu càng ngắn càng tốt. Khi chiều dài đường tín hiệu lớn hơn 300mm, các đường nối đất phải được đặt song song. 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 cần được thay đổi mỗi vài cm để giảm diện tích vòng lặp. Tín hiệu được điều khiển từ vị trí trung tâm trong mạng đến nhiều mạch nhận. Để đảm bảo diện tích vòng lặp giữa nguồn điện và mặt đất càng nhỏ càng tốt, một tụ điện tần số cao được đặt gần mỗi chân nguồn của chip IC. Đặt một tụ điện bỏ qua tần số cao trong phạm vi 80mm của mỗi đầu nối. Nếu có thể, hãy lấp đầy các khu vực không sử dụng bằng mặt đất và kết nối tất cả các lớp với nhau mỗi 60mm. Đảm bảo kết nối với mặt đất ở hai điểm cuối đối diện của bất kỳ khu vực lấp đầy mặt đất lớn nào (lớn hơn 25 mm x 6 mm). Khi chiều dài của lỗ mở trong mặt phẳng nguồn hoặc mặt đất vượt quá 8 mm, hãy sử dụng dây hẹp để kết nối hai bên của lỗ mở. Đường đặt lại Đường tín hiệu ngắt hoặc Đường tín hiệu kích hoạt cạnh không thể được đặt gần cạnh PCB. Kết nối lỗ gắn với đường dây chung của mạch hoặc cách ly nó.

(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 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 miếng đệm lớn trên cùng và dưới cùng của lỗ gắn. Điện trở không thể được sử dụng trên các tấm đáy và đảm bảo rằng các tấm đáy không được xử lý bằng sóng. Hàn.

Đường tín hiệu được bảo vệ và đường tín hiệu không được bảo vệ không thể được sắp xếp song song. Đặc biệt chú ý đến việc thiết lập lại, ngắt và điều khiển hệ thống dây của các đường tín hiệu.

(1) Nên sử dụng bộ lọc tần số cao.

(2) Tránh xa các mạch đầu vào và đầu ra.

(3) Tránh xa các cạnh của bảng.

Bảng mạch PCB nên được chèn vào khung máy thay vì được lắp đặt trong các khớp mở hoặc bên trong. Chú ý đến các đường dây bên dưới, giữa các tấm hàn và các đường tín hiệu có thể tiếp xúc với các vòng. Một số hạt từ có độ dẫn điện tốt và có thể tạo ra các đường dẫn điện bất ngờ. Nếu một khung gầm hoặc bo mạch chủ sẽ chứa nhiều hơn một bảng mạch, bạn nên đặt bảng PCB nhạy cảm tĩnh ở giữa.