Электростатический разряд (ESD): причины, последствия и стратегии предотвращения

23 февраля 2021 г.

Электростатический разряд (ESD) — феномен, вызывающий электрический скачок между двумя электрически заряженными объектами. Это одна из проблем, с которой часто сталкиваются в печатных платах (ПП). Он также отвечает за электрические замыкания, поломки печатных плат и т.д. Некоторые проблемы, вызванные электростатическим разрядом, могут привести к отказу электрической системы, удару током и т.д. Поэтому необходимо решать проблему электростатического разряда. Однако также необходимо знать, что именно такое ESD, каковы его причины и как решить проблемы. Эта статья вводит концепцию электростатического разряда, за которой следуют его причины и решения.

Введение в электростатический разряд (ESD)

Электростатический разряд (ESD) — внезапный скачок электрического заряда между двумя электрически заряженными элементами вблизи. В электрической или электронной установке, такой как печатная плата, по мере накопления электростатической индукции статическое электричество увеличивается, что приводит к внезапному ESD. Электростатическая индукция происходит, когда два диссимилиарно заряженных элемента приходят в прямой контакт или близость из-за пробоя диэлектрика между ними.

ESD появляется как микро-версия молнии. Он появляется как искра между двумя диссимилиарно заряженными (один отрицательно, другой положительно заряжен) элементами, которая несет разрушительный потенциал, достаточный для уничтожения целой печатной платы (ПП) или интегрированной электрической или электронной схемы.

В печатной плате или интегрированной электрической/электронной установке ESD часто вызывается следующими причинами.

• Неиспользование антистатического браслета или защитного оборудования при устранении неисправностей электронного оборудования может вызвать ESD.
• Наличие синтетических материалов, таких как пластик, пенополистирол и т.д., в непосредственной близости от электрического прохода в электронной схеме.
• Использование принудительной циркуляции воздуха на электрически активном оборудовании может вызвать накопление статического электрического потенциала, что в конечном итоге приводит к ESD.

Печатные платы могут пострадать латентным или катастрофическим ущербом из-за ESD, что может привести к частичной или полной неисправности/отказу печатных плат. Поскольку разрушительный потенциал ESD высок в печатных платах или электронных интегрированных установках, необходимо предотвратить ESD.

Давайте обсудим несколько превентивных мер или решений для ESD.

Превентивные меры/решения для ESD в печатных платах

Печатные платы могут быть защищены от ESD путем тщательного проектирования статически-бесплатных печатных плат или принятия процесса производства и использования печатных плат, превентивного к ESD. Давайте обсудим несколько рекомендаций для обоих превентивных методов.

• Рекомендации по превенции ESD в проектировании печатных плат:
  • Для уменьшения паразитной индуктивности важно уменьшить длину электрических линий. Более высокая паразитная индуктивность предотвращает работу схем защиты должным образом, поэтому вызывает ESD. Уменьшение длины линии и паразитной индуктивности в конечном итоге приводит к превенции ESD.
  • Должен быть предоставлен адекватный интервал/воздушный зазор между двумя последовательными электронными компонентами. Этот воздушный зазор предотвращает прямое взаимодействие напряжения между двумя компонентами. В случае высоковольтной работы печатной платы может потребоваться соответствующая изоляция между двумя компонентами.
  • Края печатной платы высоко восприимчивы к накоплению ESD, поэтому дорожки IC не должны проходить рядом с краями печатной платы.
  • Использование изоляционных прокладок для металлических разъемов может быть полезным в превенции ESD в печатных платах.
• Рекомендации по превенции ESD процессом:
  • Во время производства печатных плат необходимо сформировать статически-свободную или ESD-превентивную среду. Это может включать ESD-защиту производственных столов. Рабочие столы должны быть защищены ESD-бесплатными ковриками и правильным заземлением. Согласно NFPA-77, практики создания ESD-превентивной среды включают использование антистатических заземляющих ковриков, высокоомных браслетов и т.д.
  • Использование статически-устойчивых упаковочных материалов и красок может сопротивляться возникновению ESD.

Теперь, когда концепция электростатического разряда (ESD) в печатных платах убедительна, необходимо работать с контрактным производителем печатных плат в США, который предлагает ESD-превентивные дизайн и производственные услуги, такие как Creative Hi-Tech. Компания предлагает высококачественные и защищенные дизайны печатных плат вместе с быстрыми производственными услугами. Компания сертифицирована ISO 9001:2015, IPC-WHMA-A-610 и IPC-CC-830B. Также они предлагают сервисы сборки печатных плат, соответствующие IPC-A-610-D и ANSI/J-STD-001, для обеспечения оптимального качества и производительности.

Связанные публикации:

• Правильные причины для партнерства с контрактным производителем электроники
• Как оптимизировать HDI-дизайн в электронике