PCB的ESD防護設計

2021-10-06 20:18:29 字數 1589 閱讀 2173

esd靜電概述

esd,也就是我們常說的靜電釋放(electro-static discharge)。從學習過的知識中可以知道,靜電是一種自然現象,通常通過接觸、摩擦、電器間感應等方式產生,其特點是長時間積聚、高電壓(可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電)、低電量、大電流和作用時間短的特點。對於電子產品來說,如果esd設計沒有設計好,常常造成電子電器產品執行不穩定,甚至損壞。

esd按照能量傳播的方式可分為傳導和輻射兩種方式。

試驗方法

進行電磁相容試驗時使用靜電**擬人體帶電模型進行設計。電磁相容標準規定的靜電槍引數150pf模擬人體電容,330歐電阻,模擬人體電阻。

根據受試件的放電形式可分為直接放電試驗和間接放電試驗。

直接放電又可分為:接觸式和非接觸式放電。試驗時,應先進行接觸式放電,這樣可避免靜電槍接近受試裝置的方式不同二導致的試驗結果差異。如果受試裝置絕緣外殼,則採取非接觸放電方式。

間接放電是對耦合板進行放電,觀察搜試裝置是否出現故障。

**應當注意:**由於esd試驗時生產的干擾頻率較高,所以受試裝置的擺放位置、連線方式對試驗結果影響很大。

**靜電等級:**4級,接觸放電2kv、4kv、6kv和8kv。氣隙放電2kv、4kv、8kv和15kv

常見的esd問題:

1.靜電放電電流直接流進電路

電流總是選擇阻抗最小的路徑流通,當電路的某個部分與靜電放電路徑相連時,就為靜電電流提供額一條潛在的路徑。

2.靜電放電通過雜散電容耦合進電路

靜電放電電流可通過機箱外殼與pcb板間的雜散電容耦合進電路。靜電放電頻率金額達1gbhz.

3.靜電放電電流產生電磁輻射干擾

靜電放電電流流過縫隙和空洞時,會產生電磁輻射。電磁輻射通過電容、電感等耦合進電路。

4.靜電放電電流產生共摸干擾電壓

如果機箱兩部分之間搭接的阻抗較高,則靜電流過搭接點時,會產生壓降。

5.靜電放電電流在互聯裝置之間產生干擾。

esd改進措施:

1.防止靜電荷積累,從而徹底消除靜電。

2.使物體表面絕緣,防止靜電發生。當物體表面無任何可接觸的金屬部件時,可不進行靜電試驗。

3.控制靜電路徑,避免對電路形成干擾。

4.機箱遮蔽,通風孔盡量使用圓孔而非長條孔,開孔處或縫隙處可在內部增加一道擋板。

5.訊號地與機箱地單點連線。

6.在電纜入口安裝共摸抑制器件。

7.裝置之間的互聯電纜使用遮蔽電纜連線。

8.pcb esd處理方法:

1)採用多層板,單獨的電源平面或者gnd平面,訊號層盡量靠近電源平面或gnd平面,儘量減少訊號回流路徑。如果美元單獨的電源平面或gnd平面,電源和gnd訊號,走線方式儘量減少環路面積,可採取星型走線方式。

2)有條件的情況下,可使機殼gnd和數字gnd分離。

3)保證有效隔離間距,對於機架類產品,一般認為每千伏靜電電壓的擊穿距離為1mm。可在pcb布局時,將靜電敏感器件遠離靜電干擾地區。對於人工接觸部件,可採取絕緣器件而非金屬件。

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