ESD קריטריונים לדיכוי עבור עיצוב PCB
פריסת ה- PCB היא מרכיב מרכזי בהגנה על ESD, ועיצוב PCB סביר יכול להפחית את העלות המיותרת של פתרון בעיות ועבודה חוזרת. ב עיצוב PCB, בשל השימוש דיודות מתח דיפרנציאלי מתח (TVS) דיכוי כדי לדכא הזרקה ישירה עקב פריקה ESD, חשוב יותר בעיצוב PCB כדי להתגבר על הפרעה אלקטרומגנטית הפרעה (EMI) אפקט שדה אלקטרומגנטי שנוצר על ידי הזרם הנוכחי. מאמר זה יספק הנחיות עיצוב PCB שיכולים לייעל את ההגנה ESD.
לולאה מעגל
הזרם הוא המושרה לתוך הלולאה המעגל על ידי אינדוקציה, ואת לולאות אלה סגורים יש השטף המגנטי משתנה. גודל הזרם הוא יחסי לשטח הטבעת. לולאות גדולות מכילות יותר שטף מגנטי, אשר גורם זרם חזק במעגל. לכן, אזור הלולאה חייב להיות מופחת.
הלולאה הנפוצה ביותר מוצג באיור 1, אשר נוצר על ידי אספקת החשמל הקרקע. במידת האפשר, עיצובים PCB רב שכבתי עם מטוסים כוח הקרקע יכול לשמש. לוח multilayer לא רק ממזער את אזור הלולאה בין אספקת החשמל לקרקע, אלא גם מקטין את השדה EMI אלקטרומגנטי בתדר גבוה שנוצר על ידי הדופק ESD.
אם לא ניתן להשתמש בלוח רב שכבתי, יש לחבר את החוטים של קו החשמל ואת הקרקע לרשת כפי שמוצג באיור 2. חיבור הרשת יכול לתפקד כמטוס חשמל וכדור. השתמש vias כדי לחבר את עקבות של כל שכבה. המרווח החיבור דרך צריך להיות בתוך 6 ס"מ בכל כיוון. בנוסף, כאשר החיווט, אספקת החשמל ואת עקבות הקרקע קרוב ככל האפשר יכול גם להפחית את אזור לולאה, כפי שמוצג באיור 3.
דרך נוספת להפחית את שטח הלולאה ולהניע את הזרם היא להפחית את הנתיבים המקבילים בין התקנים מחוברים, ראה איור 4.
ניתן להשתמש בחוט מגן כאשר יש להשתמש בכבל אות ארוך מ - 30 ס"מ, כפי שמוצג ב - FIG. גישה טובה יותר היא למקם את התהוות ליד קו האות. כאשר קו האות משמש, זה צריך להיות בתוך 13 מ"מ של קו הגנה או קו הקרקע.
כפי שמוצג באיור 6, קו האות הארוך (> 30 ס"מ) או קו החשמל של כל רכיב רגיש מונח על פני קו הקרקע שלו. קווים חוצים חייבים להיות מסודרים במרווחים קבועים מלמעלה למטה או משמאל לימין.
אורך חיבור מעגל
קו אות ארוך יכול להיות גם אנטנה שמקבלת אנרגיה הדופק ESD. שימוש בקו אות קצר ככל האפשר יכול להפחית את היעילות של קו האות כאנטנה שדה אלקטרומגנטית ESD.
נסה למקם את ההתקנים המחוברים במיקומים סמוכים כדי לצמצם את אורך העקבות המחוברים.
הזרקה קרקעית
פריקה ישירה של ה- ESD למישור הקרקע עלולה להזיק למעגלים רגישים. אחד או יותר קבלים לעקוף בתדירות גבוהה משמשים גם בעת שימוש דיודות TVS, אשר ממוקמות בין אספקת החשמל של הרכיב מתכלים הקרקע. הקבל העוקף מפחית את הזרקת המטען ושומר על הפרש המתח בין ספק הכוח ליציאת הקרקע.
TVS shunts הנוכחי המושרה ושומרת על ההבדל הפוטנציאלי של מתח הטלסקופ TVS. טלוויזיות וקבלים צריכים להיות ממוקמים קרוב ככל האפשר למעגל המוגן (ראה איור 7). ודא כי TVS לנתיב הקרקע אורך סיכת קבלים הם הקצרים ביותר כדי להפחית את ההשפעות השראה טפילית.
המחבר חייב להיות מותקן על שכבת פלטינה נחושת על PCB. באופן אידיאלי, את שכבת פלטינה נחושת חייב להיות מבודד מן המטוס הקרקע של PCB מחובר לפנקס על ידי שורה קצרה.
הנחיות אחרות עבור עיצוב PCB
1. הימנע מסידור קווי איתות חשובים כגון שעונים ואיפוס אותות על קצה ה- PCB.
.2 הגדר את החלק שאינו בשימוש של ה - PCB על משטח הקרקע
3. חוט הקרקע של המארז ואת קו האות לפחות 4 מ"מ זה מזה;
.4 שמרו את יחס הממדים של חוט הקרקע של המארז מתחת ל - 5: 1 כדי להפחית את אפקט ההשראות;
5. השתמש דיודות TVS כדי להגן על כל החיבורים החיצוניים;
הגנה על השראה טפילית במעגל
אינדוקטציה טפילית בנתיב דיודות ה- TVS עלולה לגרום לגרימת מתח חמור במקרה של אירוע ESD. למרות השימוש בדיודת TVS, מתח יתר מוגזם עשוי עדיין לחרוג ממגבלת מתח הנזק של המעגל המוגן בשל המתח המושרה VL = L × di / dt על פני העומס האינדוקטיבי.
המתח הכולל שמעגל ההגנה חשוף אליו הוא סכום המתח שנוצר על ידי המתח של דיודות ה- TVS והאינדוקציה הטפילית, VT = VC + VL. (ESD 61000-4-2), בהנחה של מוליך מוביל של 20 nH לכל אינץ ', אורך קו של רבע אינץ', ומתח יתר של דופק 50V / 10A . כלל התכנון האמפירי הוא למזער את השפעת ההשראה הטפילית על ידי תכנון נתיב השיט קצר ככל האפשר.
כל נתיבי ההשראה חייבים לשקול את הלולאה הקרקעית, את הנתיב שבין הטלוויזיה לבין קו האות המוגן, ואת הנתיב מהמחבר למכשיר ה- TVS. יש לחבר את קו האות המוגן ישירות למישור הקרקע. אם אין מטוס הקרקע, לולאה הקרקע צריך להיות קצר ככל האפשר. המרחק בין הקרקע של דיודת TVS לבין נקודת הקרקע של המעגל המוגן צריך להיות קצר ככל האפשר כדי להפחית את ההשראות הטפילית של המטוס הקרקע.
לבסוף, מכשיר ה- TVS צריך להיות קרוב ככל האפשר למחבר כדי לצמצם את צימוד הארעי לשורות הסמוכות. אף שאין נתיב ישיר למחבר, אפקט קרינה משני זה עלול גם לגרום לתקלות בחלקים אחרים של הלוח.
פריסת ה- PCB היא מרכיב מרכזי בהגנה על ESD, ועיצוב PCB סביר יכול להפחית את העלות המיותרת של פתרון בעיות ועבודה חוזרת. ב עיצוב PCB, בשל השימוש דיודות מתח דיפרנציאלי מתח (TVS) דיכוי כדי לדכא הזרקה ישירה עקב פריקה ESD, חשוב יותר בעיצוב PCB כדי להתגבר על הפרעה אלקטרומגנטית הפרעה (EMI) אפקט שדה אלקטרומגנטי שנוצר על ידי הזרם הנוכחי. מאמר זה יספק הנחיות עיצוב PCB שיכולים לייעל את ההגנה ESD.