Cómo mejorar la función antiestática ESD al diseñar PCB

En el diseño de PCB, el diseño anti-ESD de PCB se puede lograr mediante la colocación en capas, la colocación y el enrutamiento adecuados, y el montaje. En el proceso de diseño, la mayoría de las modificaciones de diseño pueden limitarse a aumentar o disminuir componentes a través de la predicción. La ESD puede protegerse bien ajustando el diseño de la PCB.

La electricidad estática del interior del cuerpo humano, el medio ambiente e incluso los dispositivos electrónicos pueden causar diversos daños a los delicados chips semiconductores, como penetrar en una delgada capa aislante dentro del componente; dañar las puertas de los componentes MOSFET y CMOS; y flip-flops en dispositivos CMOS. Cortocircuito en unión PN invertida; unión PN con polarización directa en cortocircuito; fusión de la línea de soldadura o alambre de aluminio dentro del dispositivo activo. Para eliminar la interferencia y la destrucción de dispositivos electrónicos por descarga electrostática (ESD), se necesitan varios medios técnicos para evitarlos.

En el diseño de la placa PCB, el diseño anti-ESD de la PCB se puede realizar mediante capas, diseño e instalación adecuados. En el proceso de diseño, la mayoría de las modificaciones de diseño pueden limitarse a aumentar o disminuir componentes a través de la predicción. La ESD puede protegerse bien ajustando el diseño de la PCB. Aquí hay algunas precauciones comunes.

Cuando se usa una PCB de múltiples capas tanto como sea posible, el plano de tierra y el plano de potencia, así como el espaciado de línea a tierra de la señal estrechamente espaciada, pueden reducir la impedancia de modo común y el acoplamiento inductivo en relación con una PCB de doble cara, lo que le permite alcanzar 1/2 de una PCB de doble cara. 10 a 1/100. Trate de mantener cada capa de señal cerca de una potencia o plano de tierra. Para PCB de alta densidad con componentes en las superficies superior e inferior, trazos cortos y muchos rellenos, considere el uso de trazos internos.

Para los PCB de doble cara, se utilizan potencias fuertemente entrelazadas y redes de tierra. El cable de alimentación está cerca del suelo y debe conectarse lo más posible entre las líneas verticales y horizontales o el área de relleno. El tamaño de la cuadrícula en un lado es menor o igual a 60 mm, y si es posible, el tamaño de la cuadrícula debe ser inferior a 13 mm.

Asegúrese de que cada circuito sea lo más compacto posible.

Mantenga todos los conectores a un lado tanto como sea posible.

Si es posible, dirija el cable de alimentación desde el centro de la tarjeta lejos de áreas susceptibles a ESD directa.

Coloque una tierra de chasis ancha o relleno de polígono en todas las capas de PCB debajo del conector (que es fácilmente golpeado directamente por el ESD) y conéctelos con vías cada 13 mm.

Se coloca un orificio de montaje en el borde de la tarjeta, y las almohadillas superior e inferior de la soldadura sin soldadura están unidas a la tierra del chasis.

Al ensamblar la PCB, no aplique ninguna soldadura a las almohadillas superior o inferior. Use un tornillo con una arandela insertada para hacer que la PCB esté en contacto cercano con el chasis / protector de metal o el soporte del plano de tierra.

 

Se debe colocar la misma "zona de aislamiento" entre la tierra del chasis y la tierra del circuito de cada capa; si es posible, mantenga la distancia de separación 0.64 mm.

En la parte superior e inferior de la tarjeta, cerca del orificio de montaje, la tierra del chasis y la tierra del circuito están conectadas entre sí por una línea de 1.27 mm de ancho cada 100 mm a lo largo de la tierra del chasis. Junto a estos puntos de conexión, se colocan almohadillas u orificios de montaje para el montaje entre la tierra del chasis y la tierra del circuito. Estas conexiones a tierra se pueden hacer con una cuchilla para mantenerse abierto o saltar con perlas magnéticas / condensadores de alta frecuencia.

Si la placa no se coloca en un chasis o blindaje de metal, no se deben aplicar resistencias de soldadura a los terrenos del chasis superior e inferior de la placa para que puedan actuar como electrodos de descarga para los arcos ESD.

Para establecer un anillo alrededor del circuito de la siguiente manera:

(1) Además del conector de borde y la tierra del chasis, se coloca una ruta circular alrededor de toda la periferia.

(2) Asegúrese de que el ancho anular de todas las capas sea superior a 2,5 mm.

(3) Conecte la forma del anillo con un orificio pasante cada 13 mm.

(4) Conecte la tierra del anillo a la tierra común del circuito multicapa.

(5) Para paneles dobles instalados en recintos metálicos o escudos, la tierra del anillo debe conectarse al circuito públicamente. El circuito de doble cara sin blindaje debe conectarse a la tierra del chasis anularmente, y la resistencia de soldadura no debe aplicarse en la tierra anular para que la descarga anular pueda actuar como una barra de descarga para el ESD, y al menos una posición en el anular tierra (todas las capas) Un espacio de 0,5 mm de ancho evita la formación de un gran bucle. La distancia del cableado de la señal desde la tierra anular no puede ser inferior a 0,5 mm.