PCB指導書:PCB板的ESD測試與防護
發布時間:2015-07-02 責任編輯:echolady
【導讀】ESD測試是一個很關鍵的測試。電子產品必須都做ESD測試,不同的產品測試結果也不相同。但是如果涉及電路板不夠好,則會引入靜電,進而對產品造成司機或者損壞。本文就詳解PCB板的ESD測試和防護措施。
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、小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運行不穩定,甚至損壞。
在做ESD放電測試時通常采用兩種方法:接觸放電和空氣放電。接觸放電就是直接對待測設備進行放電;空氣放電也稱為間接放電,是強磁場對鄰近電流環路耦合產生。這兩種測試的測試電壓一般為2KV-8KV,不同地區要求不一樣,因此在設計之前,先要弄清楚產品針對的市場。
以yi上shang兩liang種zhong情qing況kuang是shi針zhen對dui人ren體ti在zai接jie觸chu到dao電dian子zi產chan品pin時shi,因yin人ren體ti帶dai電dian或huo其qi他ta原yuan因yin引yin起qi電dian子zi產chan品pin不bu能neng工gong作zuo而er進jin行xing的de基ji本ben測ce試shi。下xia圖tu是shi一yi些xie地di區qu在zai一yi年nian中zhong不bu同tong月yue份fen的de空kong氣qi濕shi度du統tong計ji。從cong圖tu中zhong可ke以yi看kan出chuLasvegas全年的濕度最少,該地區的電子產品要特別注意ESD的保護。

quanqiugedideshiduqingkuangbuyiyang,danshitongshizaiyigediqu,ruokongqishidubuyiyang,chanshengdejingdianyebuxiangtong。xiabiaoshisoujidaodeshuju,congzhongkeyikanchujingdiansuizhekongqishidudejianxiaoerbianda。zheyejianjiedeshuomingbeifangdedongtian,tuomaoyishichanshengdejingdianhuohuahendadeyuanyin。

在實際電路設計中我們會采用以下幾種方法的一種或幾種來進行靜電保護:1、雪崩二極管來進行靜電保護。這也是設計中經常用到的一種方法,典型做法就是在關鍵信號線並聯一雪崩二極管到地。
該法是利用雪崩二極管快速響應並且具有穩定鉗位的能力,可以在較短的時間內消耗聚集的高電壓進而保護電路板。
2、使用高壓電容進行電路保護。
該做法通常將耐壓至少為1.5KV的陶瓷電容放置在I/O連lian接jie器qi或huo者zhe關guan鍵jian信xin號hao的de位wei置zhi,同tong時shi連lian接jie線xian盡jin可ke能neng的de短duan,以yi便bian減jian小xiao連lian接jie線xian的de感gan抗kang。若ruo采cai用yong了le耐nai壓ya低di的de電dian容rong,會hui引yin起qi電dian容rong的de損sun壞huai而er失shi去qu保bao護hu的de作zuo用yong。
3、采用鐵氧磁珠進行電路保護。
鐵氧磁珠可以很好的衰減ESD電流,並且還能抑製輻射。當麵臨著兩方麵問題時,一個鐵氧磁珠會時一個很不錯的選擇。
4、火花間隙法。
這zhe種zhong方fang法fa是shi在zai一yi份fen材cai料liao中zhong看kan到dao的de,具ju體ti做zuo法fa是shi在zai銅tong皮pi構gou成cheng的de微wei帶dai線xian層ceng使shi用yong尖jian端duan相xiang互hu對dui準zhun的de三san角jiao銅tong皮pi構gou成cheng,三san角jiao銅tong皮pi一yi端duan連lian接jie在zai信xin號hao線xian,另ling一yi個ge三san角jiao銅tong皮pi連lian接jie地di。當dang有you靜jing電dian時shi會hui產chan生sheng尖jian端duan放fang電dian進jin而er消xiao耗hao電dian能neng。
5、采用LC濾波器的方法進行保護電路。
LC組成的濾波器可以有效的減小高頻靜電進入電路。電感的感抗特性能很好的抑製高頻ESD進入電路,而電容有分流了ESD的高頻能量到地。同時,該類型的濾波器還可以圓滑信號邊緣而較小RF效應,性能方麵在信號完整性方麵又有了進一步的提高。
6、多層板進行ESD防護。
當資金允許的情況下,選擇多層板也是一種有效防止ESD的一種手段。在多層板中,由於有了一個完整的地平麵靠近走線,這樣可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平麵上,進而保護關鍵信號的作用。
7、電路板外圍留保護帶的方法保護法。
zhezhongfangfatongchangshizaidianlubanzhouweihuachubujiazuhancengdezouxian。zaitiaojianyunxudeqingkuangxiajianggaizouxianlianjiezhiwaike,tongshiyaozhuyigaizouxianbunenggouchengyigefengbidehuan,yimianxingchenghuanxingtianxianeryinrugengdademafan。
8、采用有鉗位二極管的CMOS器件或者TTL器件進行電路的保護。
這種方法是利用了隔離的原理進行電路板的保護,由於這些器件有了鉗位二極管的保護,在實際電路設計中減小了設計的複雜度。
9、多采用去耦電容。
這些去耦電容要有低的ESL和ESR數值,對於低頻的ESD來說,去耦電容減小了環路的麵積,由於其ESL的作用使電解質作用減弱,可以更好的濾除高頻能量。
總之,ESD雖然可怕,甚至會帶來嚴重後果,但是,隻有保護好電路上電源和信號線,那麼就能有效的防止ESD的電流流入PCB中。其中,我老大經常說的一句“一個板子的良好接地才是王道”,希望這句話也能給大家帶來打破天窗的效果。
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