PCB的ESD保护设计
PCB板中ESD及EMI防护
二。PCB板中的ESD防护
由于PCB板的面积越来越小,而功能要求越来越多, 随之而来的I/O接口也越来越多。手机中的ESD问题日 益突出。
ESD防护有主动防护和被动防护之分, 主动防护是指PCB板上的IC本身就已经设计了有一定
的ESD防护能力及有合理的PCB规划来防止ESD,此 为最有效的ESD防护。 被动防护一般是对易受ESD干扰的元件加静电保护器 件来防护IC和PCB板。此效果有一定的改善。
PA地平面要大,同时要 在此多些VIA让热量迅 速的转移到整个PCB板 来帮助散热,做RF的屏 蔽筐也要考虑到此PA的 散热问题,要对屏蔽筐 开窗,以便空气对流散 热。
一. PCB板中的EMI防护
3。电源管理IC同样 是高的发热体,同 PA IC 一样,要足 够的散热地和孔来 散热
一。PCB板中的EMI防护
PCB中ESD 及EMI防护
附注
注: 此报告主要针对infineon手机平台.
一.PCB板中的EMI防护
手机PCB板中电磁干扰主要有三个方面: 1. 天线 2. AUDIO 3. 数字信号
一. PCB板中的EMI防护
对付信号线的EMI,业界最普遍的做法是对相应 的信号线加电容/电感来滤掉. 小电容滤去高
二。PCB板中的ESD防护
3。对I/O接口部分管脚加静电保护器件。 4。对按键部分设置尖端放电保护引脚。 5。对易受ESD的元件加屏蔽罩保护。 6。选用耐高静电的元件。 7。等等…
二。PCB板中的ESD防护
从静电的来源来说,手机防静电主要有两种可以做到: 一。导。
有ESD,迅速让静电导到PCB板的GND上,此可 以消除一定能力的静电。 二。隔。
从机构中做好ESD的防护,用绝缘的材料把PCB板 密封在我的壳内,不论有多少ESD都不能到PCB上。
ESD防护与电路设计经验
ESD防护与电路设计经验随着现代电子设备技术的不断发展,集成电路(IC)的功能越来越强大,体积也越来越小。
然而,这也使得IC在生产、运输、安装和使用过程中更加容易受到静电放电(ESD)的损害。
因此,ESD防护对于确保电路的可靠性和长期稳定性至关重要。
1.接地设计良好的接地设计是有效的ESD防护的关键。
地线应尽可能短,并且具备足够的导电能力以最大限度地降低静电能量。
使用专用的地线层和地线连接技术(例如用于PCB设计的平面接地或虚地技术)有助于提供良好的接地路径和屏蔽。
2.设计适当的电路布局电路布局应尽可能简洁、紧凑,并避免电子电路之间的物理干扰。
使用屏蔽罩或地线平面来隔离敏感电路部分可以降低ESD的影响。
还应将敏感电路放置在主要ESD源附近,以便更早地抑制ESD。
3.静电保护设备静电放电发生时,使用可靠的静电保护设备来吸收和分散ESD能量非常重要。
常见的静电保护设备包括TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管和ESD二极管。
这些器件能够将ESD能量引导到接地线上,从而保护IC免受损害。
4.ESD标准5.电路电源设计电源电路应根据所需的电流和电压范围来设计,以确保正常工作,同时具备足够的能力来处理ESD事件。
电源线路应专门设计以抑制和吸收电源线上的ESD能量,并加入适当的滤波器和保护元件。
6.人员培训和防护工作人员应了解ESD的危害和防护方法,遵循正确的ESD操作规程。
通过静电寿命测试和高低电压气体放电设备来对人员防护进行验证。
总结起来,ESD防护是电路设计中至关重要的一环。
通过优化接地设计,合理布局电路,使用适当的静电保护设备,遵循相关的国际标准,设计合适的电路电源和进行有效的人员培训和防护,可以极大地提高电路的可靠性和稳定性。
为了确保电子设备的质量和性能,设计人员应在设计过程中充分考虑ESD防护措施的重要性,并根据具体的应用需求选择和实施相应的防护措施。
设计PCB时抗静电放电(ESD)的方法(精)
设计PCB时抗静电放电(ESD)的方法来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。
为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。
在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。
通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。
以下是一些常见的防范措施。
*尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。
尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。
对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。
*对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。
电源线紧靠地线,在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。
一面的栅格尺寸小于等于60mm,如果可能,栅格尺寸应小于13mm。
*确保每一个电路尽可能紧凑。
*尽可能将所有连接器都放在一边。
*如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。
*在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。
*在卡的边缘上放置安装孔,安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。
*PCB装配时,不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。
使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。
*在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间隔距离为0.64mm。
PCB layout的设计和抗ESD设计规则
电子设备中电路板布局、布线和安装的抗ESD设计规则在电子产品设计中必须遵循抗静电释放的设计规则,本文介绍静电释放(ESD)产生的原理,以及机箱、屏蔽层、接地、布线设计等诸多设计规则,它们有助于预防并解决静电释放产生的危害,值得中国电子设备设计工程师认真研究和学习。
许多产品设计工程师通常在产品进入到生产环节时才着手考虑抗静电释放(ESD)的问题。
如果电子设备不能通过抗静电释放测试,他们就会加班加点找寻不破坏原有设计的解决方案。
然而,最终的方案通常都要采用昂贵的元器件,还要在制造过程中采用手工装配,甚至需要重新设计,因此,产品的进度势必受到影响。
即使对经验丰富的工程师和设计工程师,也可能并不知道设计中的哪些部分有利于抗ESD。
大多数电子设备在生命期内99%的时间都处于一个充满ESD的环境之中,ESD可能来自人体、家具、甚至设备自身内部。
电子设备完全遭受ESD损毁比较少见,然而ESD干扰却很常见,它会导致设备锁死、复位、数据丢失和不可靠。
其结果可能是:在寒冷干燥的冬季电子设备经常出现故障现象,但是维修时又显示正常,这样势必影响用户对电子设备及其制造商的信心。
ESD产生的机理要防止ESD,首先必须知道ESD是什么以及ESD进入电子设备的过程。
一个充电的导体接近另一个导体时,就有可能发生ESD。
首先,两个导体之间会建立一个很强的电场,产生由电场引起的击穿。
两个导体之间的电压超过它们之间空气和绝缘介质的击穿电压时,就会产生电弧。
在0.7ns到10ns的时间里,电弧电流会达到几十安培,有时甚至会超过100安培。
电弧将一直维持直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧为止。
ESD的产生取决于物体的起始电压、电阻、电感和寄生电容:1.可能产生电弧的实例有人体、带电器件和机器。
2.可能产生尖峰电弧的实例有手或金属物体。
3.可能产生同极性或者极性变化的多个电弧的实例有家具。
ESD可以通过五种耦合途径进入电子设备:1.初始的电场能容性耦合到表面积较大的网络上,并在离ESD电弧100mm处产生高达4000V/m的高压。
PRBS
⒈电量Q与电容器两端电压VE之比称为电容量C。
或者说电容器极板的面积距离之比再乘上介质的的介电常数称为电容量C ⒉ 金属表面被熔融焊料湿润的特征称为可焊性。
这是一个大而又复杂的题目,为了保证印制板能有比较长的保存期以及使用时其表面对焊料仍能保持良好的润湿作用,必须对其表面进行可焊性处理。
在刚制作完毕的印制板表面上,若为光铜则由于其表面张力较大,很容易吸附空气中的尘埃、水分和各种气体,操作不当也使其沾染汗迹和油污,同时空气中的氧气也容易生成金属氧化物(CuO)降低了铜表面的润湿性。
1: 润湿熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、不断裂的焊料薄层称为润湿。
润湿表明焊料在金属表面具有良好的可焊性。
2:不润湿熔融焊料不附着金属表面,露出基体金属,这种现象称为不润湿。
不润湿表示金属可焊性差。
3:半润湿熔融焊料在金属表面形成不规则疙瘩,但并不露出基体金属的现象称为半润湿。
半润湿介于两者之间,金属可焊性也不好。
印制电路在钻孔、制作电路图形和外形加工以后,为提高印制电路的可焊性,防止或推迟焊盘的可焊性变差,必须作一定的处理。
[阅读关于可焊性处理概述的全部文章] 无铅波峰焊接:一种成本合理的升级方法随着无铅生产的不断增长,制造厂家正寻求通过将现有的波峰焊机升级,满足无铅组件的需求,以节省资金的方法。
由于表面贴装元件占有优势地位,目前的再流焊接工艺已将重点放到无铅制造中。
波峰焊接也必须向无铅技术转变,以避免同一个组件上含铅合金与不含铅合金混合到一起。
人们普遍认为,只要把无铅焊料直接添加到现有的波峰焊机中,就可以实现由锡铅(SnPb)向无铅的转变。
还有一种常见的误解,认为有必要在无铅工艺中采用一种新型的波峰焊机。
如果要使无铅峰焊接工艺获得成功,就必须考虑改变整个工艺。
大多数无铅焊料都具有良好的可焊性,但是,与锡铅焊料比较,却呈现出润湿性下降的特性。
由于润湿性是焊接的一个关键因素,并受到多个变量的影响,因此焊接工艺需要调整,这些变化将会影响机器参数的绝大部分。
PCB设计中的ESD详解
PCB设计中的ESD详解PCB布线是ESD防护的一个关键要素,合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。
在PCB设计中,由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷注入,因此PCB设计中更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。
本文将提供可以优化ESD防护的PCB设计准则。
电路环路电流通过感应进入到电路环路,这些环路是封闭的,并具有变化的磁通量。
电流的幅度与环的面积成正比。
较大的环路包含有较多的磁通量,因而在电路中感应出较强的电流。
因此,必须减少环路面积。
最常见的环路,由电源和地线所形成。
在可能的条件下,可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计。
多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小,而且也减小了ESD 脉冲产生的高频EMI电磁场。
如果不能采用多层电路板,那么用于电源线和接地的线必须连接成如图2所示的网格状。
网格连接可以起到电源和接地层的作用,用过孔连接各层的印制线,在每个方向上过孔连接间隔应该在6厘米内。
另外,在布线时,将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积。
减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通路。
当必须采用长于30厘米的信号连接线时,可以采用保护线。
一个更好的办法是在信号线附近放置地层。
信号线应该距保护线或接地线层13毫米以内。
将每个敏感元件的长信号线(>30厘米)或电源线与其接地线进行交叉布置。
交叉的连线必须从上到下或从左到右的规则间隔布置。
电路连线长度长的信号线也可成为接收ESD脉冲能量的天线,尽量使用较短信号线可以降低信号线作为接收ESD电磁场天线的效率。
ESD防护的PCB设计准则
ESD 防护的PCB 设计准则
ESD 防护的PCB 设计准则
ESD 的意思是“静电释放”的意思,国际上习惯将用于静电防护的器材统称
为“ESD”,中文名称为静电阻抗器。
静电会对敏感的电子元器件产生致命的影响。
这是电子工业的一个不可回避的难题,每年花在这上面的费用有数十亿美元之多。
本文将从PCB 设计方面提出可以优化ESD 防护的设计原则。
PCB 布线是ESD 防护的一个关键要素,合理的PCB 设计可以减少故
障检查及返工所带来的不必要成本。
在PCB 设计中,由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD 放电产生的直接电荷注入,因此PCB 设计中
更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。
一、电路环路
电流通过感应进入到电路环路,这些环路是封闭的,并具有变化的磁通量。
电流的幅度与环的面积成正比。
较大的环路包含有较多的磁通量,因而在电路中感应出较强的电流。
因此,必须减少环路面积。
最常见的环路,由电源和地线所形成。
在可能的条件下,可以采用具有电源及接地层的多层PCB 设计。
多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小,而且也减小了ESD 脉冲产生的高频EMI 电磁场。
如果不能采用多层电路板,那幺用于电源线和接地的线必须连接成如图2 所示的网格状。
网格连接可以起到电源和接地层的作用,用过孔连接各层的印制线,在每个方向上过孔连接间隔应该在6 厘米内。
另外,在布线时,将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积。
减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通。
PCB板“ESD保护电路设计”
PCB板“ESD保护电路设计”来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。
为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。
在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。
通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。
以下是一些常见的防范措施。
几种典型的通用ESD保护电路分享个人的ESD保护9大措施最近在做电子产品的ESD测试,从不同的产品的测试结果发现,这个ESD是一项很重要的测试:如果电路板设计的不好,当引入静电后,会引起产品的死机甚至是元器件的损坏。
以前只注意到ESD会损坏元器件,没有想到,对于电子产品也要引起足够的重视。
ESD,也就是我们常说的静电释放(Electro-Static discharge)。
从学习过的知识中可以知道,静电是一种自然现象,通常通过接触、摩擦、电器间感应等方式产生,其特点是长时间积聚、高电压(可以产生几千伏甚至上万伏的静电)、低电量、小电流和作用时间短的特点。
对于电子产品来说,如果ESD设计没有设计好,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。
在做ESD放电测试时通常采用两种方法:接触放电和空气放电。
接触放电就是直接对待测设备进行放电;空气放电也称为间接放电,是强磁场对邻近电流环路耦合产生。
这两种测试的测试电压一般为2KV-8KV,同地区要求不一样,因此在设计之前,先要弄清楚产品针对的市场。
以上两种情况是针对人体在接触到电子产品时,因人体带电或其他原因引起电子产品不能工作而进行的基本测试。
全球各地的湿度情况不一样,但是同时在一个地区,若空气湿度不一样,产生的静电也不相同。
esd结构防护设计
ESD结构防护设计的主要目标是确保电子系统的功能可靠性,避免ESD(静电放电)对系统产生干扰或损坏。
以下是一些常见的ESD防护设计方法:
1. 隔离和接地:将ESD敏感器件隔离并接地可以有效地防止ESD 对系统的影响。
这可以通过在电路板上的敏感区域设置ESD防护器件,如TVS二极管、齐纳二极管等来实现。
2. 滤波器:在电源和信号线路上设置滤波器可以有效地减少ESD 产生的噪声干扰。
这可以通过使用LC滤波器、RC滤波器或者铁氧体磁珠等来实现。
3. 屏蔽:使用金属屏蔽材料将ESD敏感器件或电路板包裹起来,可以有效地防止ESD电磁场对系统的影响。
这可以通过在PCB上设置金属罩或者使用金属盒等方式来实现。
4. 限流:在ESD防护器件上设置限流电阻可以有效地限制ESD 电流的幅度,从而保护敏感器件或电路。
这可以通过在TVS二极管或齐纳二极管上串联限流电阻来实现。
5. 保护电路:在电路中添加保护电路可以防止ESD对电路的影响。
这可以通过在电路中添加电压钳位器件、过压保护器件等来实现。
6. 人体放电:在人体放电模型(HBM)下,通过设置放电电阻、电容等元件,可以有效地将人体静电放电引入到地线中,从而避免对系统的影响。
以上是一些常见的ESD防护设计方法,但具体的防护方案需要根据具体的系统和应用场景来确定。
PCB设计中的防静电放电方法---深联电路板
PCB设计中的防静电放电方法---深联电路板作者:深圳市深联电路有限公司在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD.尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100.对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线。
来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。
为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。
在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。
通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。
以下是一些常见的防范措施。
尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100.尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。
对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。
对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。
电源线紧靠地线,在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。
一面的栅格尺寸小于等于60mm,如果可能,栅格尺寸应小于13mm.确保每一个电路尽可能紧凑。
尽可能将所有连接器都放在一边如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。
在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。
ESD_EMC及PCB设计规范培训
ESD_EMC及PCB设计规范培训首先,培训内容应涵盖ESD的基本原理和特点。
ESD是物体之间静电能量的突然释放,可能导致电子设备的故障或损坏。
员工应了解ESD的发生原因、静电的基本概念以及如何预防静电放电,包括静电防护措施和使用正确的工具和设备。
其次,EMC的基础知识也是培训的重点。
EMC是指在同一个环境中共存的电子设备相互之间不产生干扰。
培训员工了解EMC的标准和要求,包括电磁辐射和电磁感应的基本原理,以及控制EMC的方法和技术,如屏蔽、接地和滤波等。
在PCB设计规范方面,培训课程应涵盖以下内容:1.元件布局规范:员工应了解元件的符号和标记,正确选择和布局元件。
重要元器件应远离敏感部件和干扰源,且维护足够的隔离距离。
2.布线规范:合理的板线布局和选择适当的线宽、线距是确保电路完整性和信号完整性的重要因素。
培训员工选择正确的线宽和线距,顺应信号的频率和电流要求,减少电磁辐射和干扰。
3.层间连接规范:员工应了解适当的层间连接方式,如通过孔和盲孔设计。
合理的层间连接可以提供更好的电气连接和EMC性能。
4.接地规范:接地是控制EMC的重要手段之一、培训员工正确选择接地点和连接方式,确保良好的接地连接,并避免地回路的产生。
此外,培训还应包括实际案例分析和仿真模拟的训练,以加深员工对ESD、EMC和PCB设计规范的理解和应用能力。
在培训过程中,可以使用交互式的教学方法,如案例分析、问题解答和小组讨论等。
此外,还可以提供实际操作的机会,让员工亲自参与实验和项目,提高他们的实践能力。
培训的最后,可以进行测试和评估,以确保员工对ESD、EMC和PCB 设计规范有足够的理解和应用能力。
并可以给予员工相应的证书,以鼓励他们在这方面的学习和进一步提升。
总之,ESD_EMC及PCB设计规范的培训对于提高员工的专业能力和工作效率至关重要。
通过有效的培训,可以帮助员工更好地理解和应用相关规范,确保产品的可靠性和稳定性。
pcb板静电要求及注意事项
pcb板静电要求及注意事项(原创实用版)目录一、PCB 板静电概述二、PCB 板布局注意事项1.元件布局2.接地处理3.自动布线与手动调整三、PCB 板防静电措施1.静电敏感元器件布局2.大面积接地3.屏蔽罩使用4.温湿度控制5.静电放电保护电路四、PCB 板存放防静电措施正文一、PCB 板静电概述PCB 板,即印刷电路板,是电子产品中常见的一种基础组件。
在 PCB 板的生产和使用过程中,静电问题一直是一个难以避免的挑战。
静电放电(ESD)可能会对 PCB 板中的元器件造成损害,影响产品的性能和稳定性。
因此,在 PCB 板的设计、生产、测试和使用过程中,必须充分考虑静电防护措施。
二、PCB 板布局注意事项1.元件布局在 PCB 板设计中,合理的元件布局可以有效降低静电损伤的风险。
首先,应该将高频部分与低频部分分开,强电部分(功率电路)与弱电部分(信号处理电路)分开,以减少相互干扰。
此外,相关联的两个元件之间不要放置太远,以减少信号传输过程中的损耗。
2.接地处理良好的接地处理是防止静电积累的关键。
在 PCB 板设计中,应该尽可能使用大面积的接地平面,以提高静电放电的速度和效率。
如果是高频电路,最好加屏蔽罩,以减小外部干扰。
3.自动布线与手动调整自动布线可以提高 PCB 板的设计效率,但自动布线产生的线路可能不是最优解。
因此,在自动布线后,需要进行人工调整,以保证线路的简洁、清晰。
此外,在走线时,应尽量走直线,避免绕弯,以减小信号传输过程中的损耗。
三、PCB 板防静电措施1.静电敏感元器件布局在 PCB 板布局中,应将静电敏感元器件(如 MOSFET、IC 等)布局在远离干扰的地方,特别是远离静电放电源的地方。
此外,还可以采用屏蔽罩或静电保护元件,以减小静电放电对敏感元器件的影响。
2.大面积接地大面积接地可以提高静电放电的速度和效率,从而减小静电损伤的风险。
在 PCB 板设计中,应尽可能使用大面积的接地平面,并将所有元器件与接地平面紧密连接。
pcb板过esd要注意事项
pcb板过esd要注意事项PCB板过ESD(静电放电)时,需要注意以下几个方面的事项:1.确保良好的地线接地:地线接地是减轻ESD影响的重要措施之一、通过确保良好的地线接地,可以有效地将静电放电引导到大地,防止静电损坏电子元器件。
2.使用适当的防护器件:在PCB设计中,可以使用各种防护器件来减轻ESD的影响。
常见的防护器件包括插入式电阻、TVS二极管、瞬态抑制器件等。
这些防护器件可以在电路中引入一定的阻抗,以吸收和分散ESD 能量。
3.合理布局和地线规划:在PCB布局过程中,需要合理规划元件的位置和走线路径,尽量减少导线的长度,避免产生过多的串扰和反射现象。
此外,地线规划也非常重要,要确保良好的接地方式,减少回流路径的电感。
4.使用静电防护包装:在制造和运输过程中,PCB应该使用静电防护包装,以避免由于静电放电造成的损坏。
静电防护包装主要采用导电材料制成,可以将静电引导到接地端,保护PCB板。
5.严格控制ESD环境:在生产和使用PCB板时,应严格控制ESD相关的环境。
例如,正确选择和使用ESD地坪、接地装置和防护设备,以减少静电的积累和放电。
6.增强员工ESD意识培训:提高员工的ESD意识是非常重要的。
员工应接受ESD相关的培训,了解ESD的危害和预防措施,以确保他们正确操作和处理PCB板,减少ESD引起的损坏。
7.进行ESD测试和验证:在PCB制造过程中,应进行ESD测试和验证,以确保PCB在ESD环境下的正常工作。
通过合适的ESD测试设备和方法,可以检测PCB的抗ESD性能,并对其进行必要的改进和优化。
总的来说,PCB板过ESD时需要注意地线接地、使用防护器件、合理布局和地线规划、使用静电防护包装、控制ESD环境、员工ESD意识培训和进行ESD测试和验证等事项。
这些措施可以有效减少ESD对PCB的影响,保证其正常工作和可靠性。
pcb板过esd要注意事项
pcb板过esd要注意事项ESD(静电放电)是指在接触或分离时,由于静电的积累而引起的电能的突然释放。
PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)在制造和使用过程中都容易受到ESD的影响。
在处理和测试PCB板时,需要注意以下一些事项,以防止ESD对设备和电路的损坏。
1.选择ESD安全的工作环境:为了防止ESD的产生和传播,工作环境必须具备ESD安全的条件。
这包括在地板上安装导电地板材料,使用静电消除装置(如空气离子器)来控制空气中的电荷密度,避免放置静电产生器(如塑料、纺织物和金属不良接触)和对空气湿度进行控制。
2.使用ESD安全的工作装备:在处理PCB过程中,需要使用ESD安全的工作装备,如ESD安全的操作台、椅子、手套、垫子等。
这些装备能够有效地减少静电的积累,并保护操作人员和PCB不受ESD的影响。
3.适当的人员防护:操作人员在操作PCB时应采取适当的防护措施,以减少静电的积累和释放。
这包括穿着ESD安全的服装,如无纺布制成的工作服,避免穿着金属饰品和使用导电性高的化妆品,定期检查鞋底的导电性等。
4.使用ESD安全的工具和设备:操作PCB时需要使用ESD安全的工具和设备,如ESD安全的电动螺丝刀、扳手、钳子等。
这些工具和设备具有导电性,并能有效地将产生的静电放散到大地。
5.控制静电电荷:为了避免静电电荷对PCB的损害,一些控制手段可以采取。
例如,在PCB的处理和测试过程中,使用导电性垫子或工作台来接地,以吸收并释放静电电荷。
还可以使用防护罩和静电消除器等装置来控制静电电荷的释放。
6.使用ESD防护材料:在制造PCB板时,可以使用ESD防护材料来减少对ESD的敏感性。
这些材料包括具有导电性、抗静电和静电消散性能的材料,如ESD防护垫子、ESD防护袋等。
7.建立ESD控制计划:为了有效地控制PCB板上的静电放电,需要建立一个ESD控制计划,并对相关人员进行培训。
该计划应包括操作规程、设备选择和采购、操作手册、紧急应急措施等。
PCB板设计与ESD静电释放
一、静电对PCB板的危害1、静电的三个特点及危害①吸引或排斥(吸附灰尘)②与大地有电位差(可高达几万伏特,造成半导体器件的介质击穿)③会产生放电电流:静电放电与稳压电源产生的电,本质上都是电荷积聚,但是有着明显的区别。
首先稳压源是持续输出,稳定放电,而静电放电的电源是空间电荷,能量较小。
虽然能量较小,但是放电过程十分短暂,往往是一瞬间就完成,只能提供爆炸性的击穿能量,会产生极大的破坏力。
静电放电的能量较小,但其电气很复杂,无法控制也无法预测。
2、人体静电了解人体静电来自于日常生活中人体消耗的机械能转换而来。
人体是一个静电导体。
当人体与大地绝缘的时候(未佩戴静电环等等),就类似于一个电容,当人体产生一个很细微的动作时,就会引起相当高的静电电压(峰值高达上万伏特,只是能量很低)。
当静电释放到静电敏感器件时,就会造成敏感器件的损伤。
假设PCB板是一座城市,而上面的每一个器件是一座建筑。
毫无疑问,带静电的手就是能够带来落雷与闪电的宙斯之手。
3、静电进入电子设备的耦合途径ESD会通过各种各样的耦合途径找到设备的薄弱点。
ESD频率范围宽,不仅仅是一些离散的频点,它甚至可以进入窄带电路中。
为了防止ESD干扰和损毁,必须隔离这些路径或者加强设备的抗ESD能力:①初始电场能容性耦合到表面及较大的网络上,并在ESD电弧100mm处产生高达4000V/m的高压。
②电弧注入的电荷/电流可以产生以下的损坏和故障;a、穿透元器件内部薄的绝缘层,损毁MOSFET和CMOS器件的栅极。
b、CMOS器件中的触发器锁死。
c、短路反偏的PN结。
d、短路正向偏置的PN结。
e、融化有源器件内部的焊接线或铝线。
③电流会导致导体上电压脉冲(V=LxdI/dt),这些导体可能是电源、地或信号线,这些电压脉冲将进入与这些网络相连的每一个器件。
④电弧会产生一个频率范围在1MHz到500MHz的强磁场,并感性耦合到临近的每一个布线环路,在离ESD电弧100mm远的地方产生高达15A/m的电流。
在PCB设计中 如何消除静电释放(ESD)
在PCB设计中如何消除静电释放(ESD)来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。
为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。
在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。
通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。
以下是一些常见的防范措施。
*尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。
尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。
对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。
*对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。
电源线紧靠地线,在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。
一面的栅格尺寸小于等于60mm,如果可能,栅格尺寸应小于13mm。
*确保每一个电路尽可能紧凑。
*尽可能将所有连接器都放在一边。
*如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD 影响的区域。
*在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB 层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm 的距离用过孔将它们连接在一起。
*在卡的边缘上放置安装孔,安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。
*PCB装配时,不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。
使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。
*在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间隔距离为0.64mm。
单相电能表PCB板电路的静电防护设计
单相电能表PCB板电路的静电防护设计李嘉【摘要】单相电能表的防静电指标已成为其在研发和生产阶段的重要技术内容,也是评价电能表能否安全可靠运行的重要参数之一。
本文首先介绍了静电的产生,通过对静电放电过程的研究,分析了静电放电造成电子元器件破坏的主要失效模式,并提出了相对应的防静电措施,包括印制板布板和部分电路的优化设计,有效的提高了单相电能表的抗静电的能力。
%Antistatic is not only an important technique request during the development of single phase energy meters,but also one of the important parameters to judge energy meters can run safely and dependably.This paper firstly introduces the generation of electrostatic to explore the progress of ESD and the main failure modes which leading to the damage of electronic devices,finally puts forward several antistatic technologies including design of PCB and optimization design of circuit which effectively advancing antistatic capability.【期刊名称】《湖南工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(011)004【总页数】3页(P13-15)【关键词】单相电能表;静电放电;静电防护;失效模式【作者】李嘉【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM930随着电子行业的高速、蓬勃发展,电子元器件向高性能、高集成、低功耗的方向发展,促进了大规模和超大规模集成电路的广泛运用。
ESD防护及设计
ESD防护及设计一、ESD产生静电的产生无处不在,可分类为:1.摩擦、剥离起电2.感应起电感应起电是物体在静电场的作用下,发生了的电荷上再分布的现象。
比如:一个设备加电工作的过程中,产生了一定的电磁场,外围的物体受场的作用会感应出部分电荷,如显示器的屏幕带电现象。
而容性起电就比较复杂了,它是由于已经具有一定电荷的带电体在与另一物体靠近、分离时。
根据平行板电容公式c= εS/4πkd(S为金属片的正对面积,d为两金属片间的距离)。
系统电容发生改变,由Q=CV(C为电容,V为电压)可知,携带一定电量的物体或人体上的静电电位将发生变化,这就会导致集成块等微电子器件的损坏。
利用静电感应原理,使导体带电的过程。
A球原不带电,带电的B球使A球电荷发生转移,在接地情况下,经c、e、f等过程使A球带上电荷,谓之感应起电。
lV=Q/C;lC=εA/d二、ESD的特点1.干燥环境更易产生静电:2.人体对静电的感知:在3kV时,你能通过皮肤感知;在5kV时,你能听见;在10kV时,你能看见;3.静电放电的特点高电位:数百至数千伏,甚至高达数万至数十万伏;(人体对3kV以下的静电不易感觉到)低电量:静电多为微安级;(尖端瞬间放电除外)放电时间短:一般为微秒级;一个ESD瞬态感应电流在小于1ns的时间内就能达到峰值(依据IEC 61000-4-2标准)受环境影响大:特别是湿度;湿度上升则静电积累减少,静电压下降;三、ESD的危害ESD失效:仿真人体带8kV静电放电,放电3次;放大3000倍;硬损伤和软损伤人体静电可以摧毁任何一个常用半导体器件。
(以前实验室发现有人裸手拿板,就发一块坏板,让他维修。
)四、ESD控制静电不能被消除,只能被控制控制ESD的方法:1.堵:从机构上做好静电的防护,用绝缘的材料把PCB板密封在外壳内,不论有多少静电都不能到释放到PCB上。
2.导:有了ESD,迅速让静电导到PCB板的主GND上,可以消除一定能力的静电。
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ESD保护要从三个方面入手:1、芯片的ESD容量;2、PCB版图设计;3、机械设计。
他表示好的PCB版图设计应该尽量增大接地面积、缩短PCB走线,他特别强调TVS阵列可以有效解决ESD问题。
针对ESD引起的共模干扰,通常可以使用共模扼流圈或TVS阵列来解决ESD问题和完成EMI滤波,在电路中共模扼流圈串行连接,TVS并行接在电路中。
除考虑用器件解决ESD问题外,我们也可以遵循一些基本规则来解决PCB的ESD问题:
1、尽可能使用多层PCB 相对于双面PCB而言,地平面和电源平面以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。
2、尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。
对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。
大多数的信号线以及电源和地平面都在内层上,因而类似于具备屏蔽功能的法拉第盒。
3、对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。
通常的解决原则是要通过测试-解决问题-重新测试这样的周期,每一个周期都可能至少影响到一块PCB的设计。
在PCB设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。