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पीसीबी डिजाइन के लिए ESD दमन मानदंड

पीसीबी लेआउट ईएसडी सुरक्षा का एक प्रमुख तत्व है, और एक उचित पीसीबी डिजाइन समस्या निवारण और पुनर्प्राप्ति की अनावश्यक लागत को कम कर सकता है। पीसीबी डिज़ाइन में, ESD डिस्चार्ज के कारण डायरेक्ट चार्ज इंजेक्शन को दबाने के लिए ट्रांसिएंट वोल्टेज सप्रेसर (TVS) डायोड के उपयोग के कारण, डिस्चार्ज करंट द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस (EMI) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड को मात देने के लिए PCB डिज़ाइन में अधिक महत्वपूर्ण है। यह लेख पीसीबी डिजाइन दिशानिर्देश प्रदान करेगा जो ईएसडी सुरक्षा को अनुकूलित कर सकता है।

एंटी स्टैटिक जंपसूट

सर्किट लूप

वर्तमान को प्रेरण द्वारा सर्किट लूप में प्रेरित किया जाता है, और ये लूप बंद हो जाते हैं और इनमें चुंबकीय प्रवाह अलग-अलग होता है। वर्तमान की परिमाण अंगूठी के क्षेत्र के लिए आनुपातिक है। बड़े छोरों में अधिक चुंबकीय प्रवाह होता है, जो सर्किट में एक मजबूत प्रवाह को प्रेरित करता है। इसलिए, लूप क्षेत्र को कम किया जाना चाहिए।

सबसे आम लूप चित्र 1 में दिखाया गया है, जो बिजली की आपूर्ति और जमीन से बनता है। जहां संभव हो, पावर और ग्राउंड विमानों के साथ बहुपरत पीसीबी डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है। बहुपरत बोर्ड न केवल बिजली की आपूर्ति और जमीन के बीच लूप क्षेत्र को कम करता है, बल्कि ईएसडी पल्स द्वारा उत्पन्न उच्च आवृत्ति ईएमआई विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को भी कम करता है।

ESD दस्ताने (2)

यदि एक बहुपरत बोर्ड का उपयोग नहीं किया जा सकता है, तो पावर लाइन और ग्राउंड के लिए तारों को ग्रिड में जोड़ा जाना चाहिए जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। ग्रिड कनेक्शन एक शक्ति और जमीन विमान के रूप में कार्य कर सकता है। प्रत्येक परत के निशान को जोड़ने के लिए विअस का उपयोग करें। कनेक्शन के माध्यम से रिक्ति प्रत्येक दिशा में 6 सेमी के भीतर होनी चाहिए। इसके अलावा, जब तारों, बिजली की आपूर्ति और जमीन के निशान संभव के रूप में करीब भी पाश क्षेत्र को कम कर सकते हैं, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

लूप क्षेत्र को कम करने और वर्तमान को प्रेरित करने का एक अन्य तरीका है, परस्पर जुड़े उपकरणों के बीच समानांतर पथ को कम करना, चित्र 4 देखें।

एक सुरक्षात्मक तार का उपयोग तब किया जा सकता है जब 30 सेमी से अधिक सिग्नल केबल का उपयोग किया जाना चाहिए, जैसा कि एफआईजी में दिखाया गया है। सिग्नल लाइन के पास गठन को रखने के लिए एक बेहतर तरीका है। जब सिग्नल लाइन का उपयोग किया जाता है, तो यह सुरक्षा रेखा या ग्राउंड लाइन के 13 मिमी के भीतर होना चाहिए।

जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, लंबी सिग्नल लाइन (> 30 सेमी) या प्रत्येक संवेदनशील घटक की बिजली लाइन को इसकी जमीनी रेखा के पार रखा जाता है। क्रॉस्ड लाइनों को नियमित अंतराल पर ऊपर से नीचे या बाएं से दाएं व्यवस्थित किया जाना चाहिए।

esd गुलाबी उंगली तख्त

सर्किट कनेक्शन की लंबाई

एक लंबी सिग्नल लाइन एक एंटीना भी हो सकती है जो ईएसडी पल्स एनर्जी प्राप्त करती है। जितना संभव हो छोटी सिग्नल लाइन का उपयोग करना, ESD इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड एंटीना के रूप में सिग्नल लाइन की दक्षता को कम कर सकता है।

परस्पर जुड़े हुए स्थानों की लंबाई को कम करने के लिए आसन्न स्थानों में परस्पर जुड़े उपकरणों को रखने का प्रयास करें।

ग्राउंड चार्ज इंजेक्शन

ग्राउंड प्लेन के लिए ESD का प्रत्यक्ष निर्वहन संवेदनशील सर्किटरी को नुकसान पहुंचा सकता है। टीवीएस डायोड का उपयोग करते समय एक या एक से अधिक उच्च आवृत्ति वाले बाईपास कैपेसिटर का भी उपयोग किया जाता है, जिन्हें उपभोज्य घटक और जमीन की बिजली आपूर्ति के बीच रखा जाता है। बाईपास कैपेसिटर चार्ज इंजेक्शन को कम करता है और बिजली की आपूर्ति और ग्राउंड पोर्ट के बीच वोल्टेज अंतर को बनाए रखता है।

टीवीएस प्रेरित धारा को अलग करता है और टीवीएस क्लैंप वोल्टेज के संभावित अंतर को बनाए रखता है। टीवीएस और कैपेसिटर को संरक्षित आईसी के करीब संभव के रूप में रखा जाना चाहिए (चित्र 7 देखें)। सुनिश्चित करें कि टीवीएस टू ग्राउंड पाथ और कैपेसिटर पिन लेंथ परजीवी इंडक्शन इफेक्ट्स को कम करने के लिए सबसे कम हैं।

कनेक्टर को पीसीबी पर कॉपर-प्लेटिनम परत पर लगाया जाना चाहिए। आदर्श रूप से, तांबे-प्लेटिनम परत को पीसीबी के ग्राउंड प्लेन से अलग किया जाना चाहिए और एक छोटी लाइन द्वारा पैड से जुड़ा होना चाहिए।

पीसीबी डिजाइन के लिए अन्य दिशानिर्देश

1. महत्वपूर्ण सिग्नल लाइनों जैसे घड़ियों और पीसीबी के किनारे पर संकेतों को रीसेट करने की व्यवस्था करने से बचें;

2. पीसीबी के अप्रयुक्त हिस्से को ग्राउंड प्लेन पर सेट करें

3. चेसिस और सिग्नल लाइन के जमीन के तार कम से कम 4 मिमी अलग हैं;

4. चेसिस ग्राउंड वायर के पहलू अनुपात को 5: 1 से कम रखें ताकि इंडक्शन इफेक्ट को कम किया जा सके;

5. सभी बाहरी कनेक्शनों की सुरक्षा के लिए टीवीएस डायोड का उपयोग करें;

सर्किट में परजीवी अधिष्ठापन का संरक्षण

टीवीएस डायोड पथ में परजीवी इंडक्शन ईएसडी घटना की स्थिति में गंभीर वोल्टेज ओवरशूट का कारण बन सकता है। टीवीएस डायोड के उपयोग के बावजूद, एक अत्यधिक ओवरशूट वोल्टेज अभी भी प्रेरक वोल्टेज वीएल = एल × डी / डीटी के प्रेरक भार के कारण संरक्षित आईसी के नुकसान वोल्टेज सीमा से अधिक हो सकता है।

कुल वोल्टेज जिसे संरक्षण सर्किट के अधीन किया जाता है वह टीवीएस डायोड क्लैंप वोल्टेज और परजीवी इंडक्शन वीटी = वीसी + वीएल द्वारा उत्पन्न वोल्टेज का योग है। एक ईएसडी क्षणिक प्रेरित वर्तमान चोटियों में कम से कम 1 एनएस (आईईसी 61000-4-2 के अनुसार), 20 एनएच प्रति इंच की लीड इंडक्शन, एक-चौथाई इंच की एक लाइन लंबाई और 50 वी / 10 ए पल्स के एक ओवरशूट वोल्टेज को मानते हुए । अनुभवजन्य डिजाइन नियम शंट मार्ग को यथासंभव छोटा करके परजीवी प्रेरण प्रभाव को कम करना है।

सभी आगमनात्मक मार्गों को ग्राउंड लूप, टीवीएस और संरक्षित सिग्नल लाइन के बीच का रास्ता और कनेक्टर से टीवीएस डिवाइस के लिए पथ पर विचार करना चाहिए। संरक्षित सिग्नल लाइन को सीधे जमीन के विमान से जोड़ा जाना चाहिए। यदि कोई जमीनी विमान नहीं है, तो ग्राउंड लूप जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। टीवीएस डायोड के ग्राउंड और संरक्षित सर्किट के ग्राउंड पॉइंट के बीच की दूरी ग्राउंड प्लेन के परजीवी इंडक्शन को कम करने के लिए यथासंभव कम होनी चाहिए।

अंत में, टीवीएस डिवाइस पास लाइनों में क्षणिक युग्मन को कम करने के लिए कनेक्टर के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए। यद्यपि कनेक्टर का कोई सीधा रास्ता नहीं है, यह माध्यमिक विकिरण प्रभाव बोर्ड के अन्य भागों में खराबी का कारण बन सकता है।