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静电放电:历史悠久,但仍然值得考虑

五年前,我立志成为一名世界著名的PCB设计师。然而,这段旅程花的时间要比这长得多。从刚开始的时候开始,我学到的第二课是在我工作的第一天学到的电子学。我打赌你想知道我第一天在电子学上做了什么。

我的贡献是把完成的印刷电路板组件放入粉红色的气泡包装袋。袋子用可再次密封的防静电警告贴纸密封,并放入单独的盒子。盒子上的标签上有空白的信息,这些信息是从板子上复制到标签上的。成套的8个盒装板再次装在一个更大的盒子里,上面标有内容、零件编号、修订版本等。

说句题外话,箱子的下一站是运输部,最后是全国各地的电话公司办公室。它们被称为办公室,但更像是今天数据中心的前身。这一扩张是美国政府迫使这家电话公司将自己分成地区业务的结果。

我们的设备实际做的是允许384个语音呼叫在T1电缆上,最初建造的24条这样的线路。T1接口是一个比较有趣的卡片,有很多被动的部分。无论是调制器/解调器板,还是更昂贵的a到D转换器等等;作为最后准备的一部分,他们都拿着粉色的包和橙色的贴纸。

图1。只要电压足够高,不需要太多电流,就会造成损伤。

到目前为止,您已经猜到我学到的第二课是关于静电放电(ESD)的。我们不得不看一部电影,忍受不断的提醒,在我们开始任何工作之前,我们的手腕带被插在长凳上。设备架放在一起的较大区域配有特殊的地垫和鞋带。地面是通过在混凝土地板上的实际桩来实现的,以创建一个公共的点地面。在处理静电敏感产品之前,准备工作空间是一个正常的功能。

该系统的租户之一是定期核查是否遵守已建立的ESD流程。作为ISO认证的一部分,审核员可以随时带着他们的剪贴板和检查清单出现。拥有一家经过认证的工厂是一回事。其驱动原因是减少废料及其对业务结果的侵蚀作用。利润很重要。不管你是谁,你都需要穿上罩衫,保持良好的防静电意识,才能进入防静电安全区。

图2。合规标志——两种不同的标志表示防静电区域,其中手的标志更为常见。

这是一个非常大规模集成的时代。超大规模集成电路(VLSI)是一个流行短语,意味着在一个模具上有数十万个晶体管。六位数的门现在变成了九位数或十位数,占用的空间也差不多。集成电路的几何结构已经减少了几个数量级,几乎完全消失了。

说真的,我们的眼睛只能识别波长在380到700纳米之间的可见光。早期微控制器和微处理器的几何结构甚至不能像我们在今天的设备上看到的那样用纳米来衡量。“深亚微米”只是暗示了即将发生的事情。一代又一代,微小的特征总是需要保护。静电放电在今天也是同样的威胁。

因果关系-电弧产生的磁性

随机的高压尖峰在电磁场中产生快速变化。除了电压造成的潜在损害外,系统还认为这是一个巨大的噪声峰值。电抗是自然的副产品,它比使它运动的微小电弧具有更广泛的影响范围。好消息是,我们有一些工具来保证电子产品的安全。

  • 接地连接器的主体到一个外围密封圈,创建一个法拉第笼周围的PCB边缘。这可能是一个部分隔离的地面,但它取决于电路。
  • 瞬态抑制电路通过PCB接地与外壳连接的局部安装孔来帮助实现。锚定连接器对于机械原因也是有好处的。
  • 将防静电二极管放置在连接器(ESD源)附近,并采用短的、不弯曲的迹线,包括低阻抗接地端子。多个地面拼接通孔地面拼接通孔如果能放得下这样的东西就好了。
  • 你不一定希望你的敏感组件被放置在连接器/ESD二极管区域附近。在一定程度上,走点路对你是有好处的。
  • 这些额外的ESD抑制组件将消耗您的损耗预算,因此尽量保持低电容的信号下行线路。

除了布局方面的考虑,特殊的组装过程文件和一般工艺手册应该强调适当的pc板处理与ESD的重要性。这些文件将在装配图上引用装配图

图3。温室照明——像这样的转换塔终端提供了一种高可靠性的方法,将电线连接到PCB上。我们不能依靠镀孔的铜管的强度。

有些制造工程师会要求我们在装配图上添加注释,详细说明所有的装配过程。实验服和肩带与产品完成后的状态没有任何关系。它们是达到目的的一种手段。装配图不是“怎么做”,而是“是什么”类型的文档。

要使组装台和测试台意识到防静电,最明智的做法是在电路板上相应地贴上标签。公告板上的标记应该表明,作为最大的单个信息,它有敏感组件。采购订单应包括安全运输的包装说明。

对静电放电感兴趣表明你关心底线。在实验室或任何电子元件暴露的地方保持警惕,将有助于这些元件作为工作单元的一部分充分发挥其潜力。让它发生。

关于作者

John Burkhert Jr是一名职业PCB设计师,在军事,电信,消费硬件和最近的汽车行业有经验。起初,作为一个射频专家,不得不时不时地翻转钻头来满足高速数字设计的需求。约翰喜欢玩贝斯和赛车,当他不写或执行PCB布局。你可以在领英上找到约翰。

约翰·伯克赫特的资料照片