Merila za preprečevanje ESD za načrtovanje tiskanih vezij
Postavitev tiskanih vezij je ključni element zaščite ESD, razumno oblikovanje tiskanih vezij pa lahko zmanjša nepotrebne stroške odpravljanja težav in predelave. V PCB design, zaradi uporabe prehodne napetosti supresorja (TVS) diode za preprečevanje neposrednega vbrizgavanja dajatev zaradi ESD razrešnice, je bolj pomembno, da PCB design premagati elektromagnetno interferenco (EMI) elektromagnetno polje učinek, ki ga sproži tok. Ta člen bo zagotovil smernice za načrtovanje tiskanih vezij, ki lahko optimizirajo ESD zaščito.
Krogotok
Tok se inducira v zanko vezja z indukcijo in te zanke so zaprte in imajo različen magnetni tok. Velikost toka je sorazmerna s površino obroča. Večje zanke vsebujejo več magnetnega toka, ki inducira močnejši tok v vezju. Zato je treba območje zanke zmanjšati.
Najpogostejša zanka je prikazana na sliki 1, ki jo tvori napajanje in ozemljitev. Kjer je mogoče, je mogoče uporabiti večplastne PCB oblike z močjo in tlemi. Večplastna plošča ne samo zmanjša območje zanke med napajanjem in zemljo, ampak tudi zmanjša elektromagnetno polje visoke frekvence EMI, ki ga generira ESD impulz.
Če večslojne plošče ni mogoče uporabiti, morajo biti žice za napajalni vod in ozemljitev povezane v omrežje, kot je prikazano na sliki 2. Priključitev na omrežje lahko deluje kot moč in ozemljitvena plošča. Uporabite vias za povezavo sledi vsake plasti. Razmik med priključkom mora biti v vsaki smeri 6 cm. Poleg tega lahko pri ožičenju tudi napajanje in sledi tal čim bližje zmanjšajo območje zanke, kot je prikazano na sliki 3.
Drug način za zmanjšanje območja zanke in induciranje toka je zmanjšanje vzporednih poti med povezanimi napravami, glej sliko 4.
Zaščitno žico se lahko uporabi, kadar je treba uporabiti signalni kabel, daljši od 30 cm, kot je prikazano na sl. Boljši pristop je postavitev formacije v bližini signalne linije. Ko se uporabi signalna linija, mora biti znotraj 13 mm od zaščitne linije ali ozemljitvene linije.
Kot je prikazano na sliki 6, je dolga signalna linija (> 30 cm) ali električni vod vsake občutljive komponente nameščena čez njeno ozemljitveno linijo. Prečrtane črte morajo biti razporejene v rednih intervalih od zgoraj navzdol ali od leve proti desni.
Dolžina priključka vezja
Dolga signalna linija je lahko tudi antena, ki sprejema energijo ESD impulza. Uporaba čim krajše signalne linije lahko zmanjša učinkovitost signalne linije kot antene elektromagnetnega polja ESD.
Poskusite povezati naprave v sosednjih lokacijah, da zmanjšate dolžino medsebojno povezanih sledi.
Injekcija za polnjenje
Neposredno odvajanje ESD na ozemljitveno ploščo lahko poškoduje občutljivo vezje. En ali več visokofrekvenčnih obvodnih kondenzatorjev se uporablja tudi pri uporabi TVS diod, ki so nameščene med napajanjem potrošnega dela in tal. Kondenzator obvoda zmanjša vbrizg polnjenja in ohranja napetostno razliko med napajanjem in zemeljskim priključkom.
TVS premakne inducirani tok in ohrani potencialno razliko napetosti sponke TVS. TVS in kondenzatorje je treba namestiti čim bližje zaščiteni enoti IC (glej sliko 7). Prepričajte se, da sta TVS za ozemljitveno pot in dolžino pin kondenzatorja najkrajša, da zmanjšate učinke induktivnosti parazitov.
Priključek mora biti pritrjen na bakreno-platinasto plast na tiskanem vezju. V idealnem primeru mora biti bakreno-platinasti sloj izoliran od ozemljitvene ploskve tiskanega vezja in povezan s podložko s kratko črto.
Druge smernice za oblikovanje tiskanih vezij
1. Izogibajte se razporejanju pomembnih signalnih linij, kot so ure in ponastavitev signalov na rob PCB-ja;
2. Neuporabljen del tiskanega vezja nastavite na ozemljitveno ploščo
3. ozemljitvena žica ohišja in signalna linija sta vsaj 4 mm narazen;
4. Upoštevajte razmerje med podnožjem in ohišjem podvozja manj kot 5: 1, da zmanjšate učinek induktivnosti;
5. Uporabite TVS diode za zaščito vseh zunanjih povezav;
Zaščita parazitske induktivnosti v vezju
Parazitska induktivnost v poti TVS diode lahko povzroči hudo prekoračitev napetosti v primeru dogodka ESD. Kljub uporabi TVS diode lahko prekomerna napetost prekoračitve preseže prag napetosti napetosti zaščitene IC zaradi inducirane napetosti VL = L × di / dt preko induktivne obremenitve.
Skupna napetost, na katero je izpostavljeno zaščitno vezje, je vsota napetosti, ki jo povzroča napetost sponke TVS diode in parazitske induktivnosti, VT = VC + VL. ESD prehodni inducirani tok doseže vrh v manj kot 1 ns (v skladu z IEC 61000-4-2), ob predpostavki, da je induktivnost svinca 20 nH na palec, dolžina črte ene četrtine palca in napetost prekoračitve impulza 50V / 10A . Empirično pravilo načrtovanja je, da se čim bolj zmanjša učinek parazitske induktivnosti, tako da se proga čim bolj skrajša.
Vse induktivne poti morajo upoštevati zanko tal, pot med TVS in zaščiteno signalno linijo ter pot od priključka do naprave TVS. Zaščitena signalna linija mora biti priključena neposredno na ozemljitveno ploščo. Če ni ozemljitvene plošče, mora biti zanka tal čim krajša. Razdalja med tlemi TVS diode in ozemljitveno točko zaščitenega vezja mora biti čim krajša, da se zmanjša parazitska induktivnost ozemljitvene plošče.
Nazadnje mora biti naprava TVS čim bližje priključku, da se zmanjša prehodno povezovanje v bližnje črte. Čeprav ni neposredne poti do priključka, lahko ta sekundarni učinek sevanja povzroči tudi motnje v drugih delih plošče.
Postavitev tiskanih vezij je ključni element zaščite ESD, razumno oblikovanje tiskanih vezij pa lahko zmanjša nepotrebne stroške odpravljanja težav in predelave. V PCB design, zaradi uporabe prehodne napetosti supresorja (TVS) diode za preprečevanje neposrednega vbrizgavanja dajatev zaradi ESD razrešnice, je bolj pomembno, da PCB design premagati elektromagnetno interferenco (EMI) elektromagnetno polje učinek, ki ga sproži tok. Ta člen bo zagotovil smernice za načrtovanje tiskanih vezij, ki lahko optimizirajo ESD zaščito.