PCB-Neuigkeiten - ESD-Unterdrückungsmethoden im PCB-Design

PCB Verkabelung istttttttttttttt a Schlüssel Element vauf ESD Schutz. A vernünftig PCB Design keinn Reduzieren unnötig Kosten verursacht vauf Fehler Inspektiauf und Nacharbees. In PCB-Design, weil die voderübergehend Spannung Unterdrücker ((TVS)) Diode is verwendet zu unterdrücken die direkt Ladung Injektion verursacht von ESD Entladung, it is mehr wichtig in PCB-Design zu überwinden die elektromagnetisch Interferenz ((EWI)) elektromagnetisch Feld Wirkung generiert von die Entladung aktuell. Dies Artikel wird Bereseinetellung PCB-Design Leitlinien dalss kann optimieren ESD Schutz.

Schaltung Schleife
Die aktuell tritt ein die Schaltung Schleifen durch Induktion. Diese Schleifen sind geschlossen und haben variierend magnetisch Flüsse. Die Größe von die aktuell is propodertional zu die Fläche von die Ring. A größer Schleife enthält mehr magnetisch Fluss und deshalb induziert a stärker aktuell in die Schaltung. Daher, die Schleife Fläche muss be reduziert.

Die die meisten häufig Schleife is gezeigt in Abbildung 1, gebildet von Leistung und Boden. Wo möglich, a Multi-Layer PCB Design mit Leistung und Boden Flugzeuge kann be verwendet. Die mehrschichtig Schaltung Brett nicht nur minimiert die Schleife Fläche zwischen die Leistung Versodergung und die Boden, aber auch reduziert die Hochfrequenz EMI elektromagnetisch Feld generiert von die ESD Puls.

Wenn eine mehrschichtige Leiterplbeite nicht verwendet werden kann, müssen die für Strom und Malsse verwendeten Drähte in ein Netz angeschlossen werden, wie in Abbildung 2 gezeigt. Verwenden Sie Vials, um die gedruckten Linien jeder Schicht zu verbinden. Der Abstund zwischen Vials in jeder Richtung sollte innerhalb von 6 cm liegen. Darüber hinaus kann bei der Verdrahtung auch dals Plbeizieren der Strom- und Erdungsspuren so nah wie möglich den Schleifenbereich reduzieren.

Eine weitere Möglichkeit, die Schleifenfläche und den induzierten Strom zu reduzieren, besteht darin, die Paralleelen Pfade zwischen verbundenen Geräten zu reduzieren.

Wenn eine Signalanschlussleitung länger als 30 cm verwendet werden muss, kann eine Schutzleitung verwendet werden, wie in Abbildung 5 gezeigt. Besser ist es, eine Malsseebene in der Nähe der Signalleitung zu plbeizieren. Der Signaldraht sollte innerhalb von 13 mm des Schutzdrahts oder der Erdungsdrahtschicht sein.

Wie in Abbildung 6 gezeigt, sind die lange Signalleitung (*30 cm) bzw. die Stromleitung jedes empfindlichen Elements und seiner Erdungsleitung quer angeoderdnet. Die sich kreuzenden Drähte müssen in regelmäßigen Abständen von oben nach unten oder von links nach rechts angeordnet werden.

Schaltung Verkabelung Länge
Long Signal Linien kann auch werden Antennen für Empfangen ESD Puls Energie. Versolcheen Sie es zu Verwendung kürzer Signal Linies zu Reduzieren die Effizienz von Signal Linies als Antennen für Empfangen ESD elektromagnetisch Felder.
Versuchen Sie es zu Ort die interverbunden Geräte in angrenzend Positieinen zu Reduzieren die Länge von die interverbindened Spuren.

Einspritzung der Bodenladung

Die direkte Entladung von ESD auf die Bodenschicht kann empfindliche Schaltkreise beschädigen. Bei der Verwendung von TVS-Dioden werden auch ein oder mehrere Hochfrequenz-Bypalss-Kondensazuren verwendet. Diese Kondensazuren werden zwischen der Stromversorgung und Malsse der anfälligen Komponenten platziert. Der Bypalss-Kondensazur reduziert die Ladungseinspritzung und hält die Spannungsdifferenz zwischen dem Netzteil und dem Erdanschluss aufrecht.

Dals TVS leitet den induzierten Strom um und hält die Potentialdifferenz der TVS-Klemmspannung aufrecht. TVS und Kondensazuren sollten so nah wie möglich an dem geschützten IC platziert werden (siehe Abbildung 7), und die Länge des TVS bis zur Malsse und die Länge des Kondensazurstifts sollten am kürzesten sein, um paralsitäre Induktivitätseffekte zu reduzieren.

Die conneczur muss be montiert zu die Kupfer Platin Ebene on die Leiterplatte. Idealerweise, die Kupfer-Platin Ebene muss be isoliert von die Boden Flugzeug von die PCB und verbunden zu die Pad durch a kurz Draht.

Odier guideLinies für PCB-Design
Vermeiden arrangieren wichtig Signal Linies on die Kante von die Leiterplatte, such als Uhr und Zurücksetzen Signals;
Set die unverwendet Teil on die Leiterplatte als a Boden Flugzeug;
Die Entfernung zwischen die Fahrgestell Boden Draht und die Signal Draht is at am wenigsten 4 mm;

Behalten die Aspekt Verhältnis von die Fahrgestell Boden Draht weniger als 5:1 zu Reduzieren die Induktivität Wirkung;
Verwendung TVS Dioden zu schützen all extern Verbindungs;
Paralsiten Induktivität in die Schutz Schaltung Die Paralsiten Induktivität in die TVS Diode Pfad kann Ursache schwer Spannung Überschuss in die Ereignis von an ESD Ereignis. Obwohl TVS Dioden sind verwendet, fällig zu die induziert Spannung VL=L*di/dt at beide Enden von die induktiv Last, die übermäßig Überschuss Spannung kann neinch übersteigen die Schäden Spannung Schwellenwert von die geschützt IC.

Die Gesamtspannung, die die Schutzschaltung trägt, ist die Summe der Klemmspannung der TVS-Diode und der Spannung, die durch die parasitäre Induktivität VT=VC+VL erzeugt wird. Ein ESD-vorübergehend induzierter Strom kann seinen Spitzenwert in weniger als 1ns erreichen (gemäß IEC 61000-4-2 Stundard). Angeneinmmen, dass die Bleiinduktivität 20nH pro Zoll ist und die Leitungslänge ein Viertel Zoll ist, wird die Überschwingspannung 50V/10A Impuls sein. Das empirische Designkriterium besteht darin, den Shuntweg so kurz wie möglich zu gestalten, um den Effekt der parasitären Induktivität zu reduzieren.

Allee induktiven Pfade müssen die Verwendung von Masseschleifen, den Weg zwischen dem TVS und der geschützten Signalleitung und den Weg vom Stecker zum TVS-Gerät berücksichtigen. Der zu schützende Signaldraht sollte direkt mit der Masseebene verbunden werden. Wenn keine Erdungsebene vorhunden ist, sollte die Verbindung der Erdungsschleife so kurz wie möglich sein. Der Abstund zwischen der Masse der TVS-Diode und dem Massepunkt der geschützten Schaltung sollte so kurz wie möglich sein, um die parasitäre Induktivität der Masseebene zu verringern.

Schließlich sollte das TVS-Gerät so nah wie möglich am Stecker sein, um die vorübergehende Kopplung in nahe gelegene Leitungen zu reduzieren. Obwohl es keinen direkten Weg zum Stecker gibt, führt dieser sekundäre Strahlungseffekt auch dazu, dass die Arbeit underer Teile der Leiterplatte gestört wird.