ESD測試不懂怎么辦?碩凱電子來幫您!
2020-08-12所有電子產品在上市前都需要通過各種EMC測試,只有符合測試標準,產品才能正式投入市場。它是檢查前期設計是否周全,PCB布線是否合理,以及產品制造工藝是否成熟的檢驗法寶。
碩凱電子配備設備齊全的EMC實驗室,也經常幫助客戶解決ESD測試問題,下面是由碩凱小編整理的一些關于ESD測試的解決思路:
對于整機來說,ESD抗擾能力不僅僅來自芯片的ESD耐壓,PCB的布局布線,甚至與工藝結構也有密切的關系。常見的ESD試驗等級為接觸放電:1級——2KV; 2級——4KV; 3級——6KV; 4級——8KV;空氣放電:1級——2KV; 2級——4KV; 3級——8KV; 4級——15KV。對于不同行業(yè)的電子設備來說,測試等級可能都不一樣,這個時候就需要具體問題具體分析。
對裸露在外部的一些接口,像USB,VGA,DC,SD卡等等,對這些接口進行接觸放電時,靜電很容易就會“串”到電源線上,靜電由本來的共模變成了差模,此時電源上就會產生一個很高的尖峰,很多芯片都承受不了,發(fā)生死機,重置等問題。對于電源VCC的ESD保護,可以并接TVS管來解決。TVS管與穩(wěn)壓二極管很相似,都有一個額定的電壓,不同的是它的響應速度特別快,對靜電有很好的泄放作用。碩凱電子針對USB2.0端口專門設計了一種ESD防護方案:例如1,在USB2.0的電源線,數(shù)據(jù)用1顆TVS對地做防護,鉗位靜電電壓。采用的碩凱TVS管型號是ESD05V14T-LC,它的結電容小于1.2pF,在USB2.0最高速率480Mbps時都可以完成傳輸信號,采用SOT-143,體積小,節(jié)省PCB空間,可供工程師設計。
USB2.0防護方案
對外接口的信號線同樣也需要保護,不然靜電經過信號線直接到達芯片IO管腳,雖然芯片的IO都有二極管保護,一般可以抵抗御+ -2KV的靜電,但是對于+ -6KV的ESD接觸放電,將會遭受損壞的風險。同樣是USB接口,假設2,差分信號線D +和D-接了一個ESD器件ESD05V14T-LC,實際上是與USB電源和地并接反向二極管,把電流指向USB電源或者地。
有些芯片很容易受靜電的影響,進行ESD試驗時,總是發(fā)生重置或死掉。究其原因,一般都是電源干擾到干擾。由此可以導致電源添加LC濾波。一般芯片的VDD管腳旁邊都會有一個去耦合電容,但是這個去耦合電容是沒有辦法有效攔截靜電的,甚至是幾十個uF的插入電容并接小電容,效果仍舊不佳。這時候,如果再串一個小電感,靜電情況會產生一個尖峰,同屬高頻干擾,LC可以很好地將高頻濾波除,使通過電感之后的尖峰大大衰減,IC就不容易死機或重置。
PCB是盡量多的鋪地。如果是雙面板,兩面都要大面積鋪銅,而且還要有足夠的地過孔;如果是四層板或以上,主要元件層的合并平面層要設置成地層。一塊四層板,如果主要元件在頂部,那么分段為:頂部->地層->電源層->塌陷;如果主要元件在塌陷,分段為:頂部->電源層->地層->脆弱。
對于醫(yī)療電子,一般的醫(yī)療電子產品靜電監(jiān)護儀,機箱后面都會有一個等電位接地端。在做ESD試驗的時候,這個接地端也是要如圖3,如果主電路板分為三個模塊:電源板,主控板和接口板,接口板的接口外殼地要和信號地分開,然后接口板的外殼地和等電位端用粗導線相連。系統(tǒng)的信號地可以從電源板的外殼地與信號地相連然后再分開一根粗導線與等電位端相連。之所以沒有采用每塊板都分別接在等電位端的同軸接地方法,是因為同軸接地會形成接地線圈,從而增加射頻噪聲和容易受電磁干擾。
ESD測試要考慮的方面很多,從電路原理圖的設計,PCB板的布線再到基礎元器件的選擇,電路保護元件的合理應用,步步都可能影響著ESD測試的結果。這考驗著硬件碩凱免費EMC實驗室,專業(yè)FAE工程師全程跟進,提供測試方案支持和專注的技術過流過壓浪涌防護測試,整改,力爭為客戶打造免費的一站式電磁兼容解決方案研究基地。碩凱電子免費電磁兼容(EMC)測試項目展開全面啟動,歡迎測試預約。