Πώς να λύσετε το πρόβλημα ESD με ηλεκτροστατική εκφόρτιση προστατευτικών κινητών τηλεφώνων
Ο στατικός ηλεκτρισμός είναι παντού και δεν μπορεί να αγνοηθεί το πρόβλημα ESD της ηλεκτροστατικής εκφόρτισης του κινητού τηλεφώνου. Μπορεί να προκαλέσει το κινητό τηλέφωνο να λειτουργεί ασυνήθιστα, να συντριβεί ή και να καταστρέψει και να προκαλέσει άλλα προβλήματα ασφαλείας. Ως εκ τούτου, πριν ξεκινήσει το κινητό τηλέφωνο, η Κίνα υποχρέωσε τη δοκιμή δικτύου και η δοκιμή δικτύου απαιτούσε σαφώς ESD και άλλες δοκιμές επιτάχυνσης. Μεταξύ αυτών, η απαλλαγή επαφής πρέπει να είναι% 26, # 177; Στατικό ηλεκτρισμό 8 kV, η εκροή αέρα πρέπει να γίνει% 26. # 177; Ο στατικός ηλεκτρισμός 15kV είναι φυσιολογικός, ο οποίος θέτει υψηλές απαιτήσεις στο σχεδιασμό του ESD κατασκευαστή βραχιολιών ESD.
Πώς να λύσετε προβλήματα ESD στα κινητά τηλέφωνα;
1, σχεδιασμός PCB κινητού τηλεφώνου
Οι πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι πίνακες υψηλής πυκνότητας, συνήθως σανίδες 6 επιπέδων. Καθώς αυξάνεται η πυκνότητα, η τάση είναι να χρησιμοποιείτε σανίδες 8 επιπέδων και ο σχεδιασμός τους πρέπει πάντα να λαμβάνει υπόψη την ισορροπία μεταξύ επιδόσεων και περιοχής. Από τη μία πλευρά, όσο μεγαλύτερος είναι ο χώρος, τόσο περισσότερος χώρος μπορεί να τοποθετηθεί στα εξαρτήματα. Ταυτόχρονα, τόσο ευρύτερο είναι το πλάτος της γραμμής και η απόσταση των γραμμών, τα οφέλη για το EMI, τον ήχο, την ESD και άλλες πτυχές. Από την άλλη πλευρά, το μικρό μέγεθος του κινητού τηλεφώνου είναι μια τάση και μια ανάγκη. Επομένως, πρέπει να βρείτε ένα σημείο ισορροπίας κατά το σχεδιασμό. Όσον αφορά το πρόβλημα ESD, υπάρχουν πολλά σημεία για τα οποία πρέπει να δοθεί προσοχή στο σχεδιασμό, ειδικά όσον αφορά το σχεδιασμό της καλωδίωσης GND και της ροπής γραμμής.
Σημεία που πρέπει να σημειώσουμε στο σχεδιασμό των PCB:
(1) Η απόσταση μεταξύ του άκρου της πλακέτας PCB (συμπεριλαμβανομένης της διαμπερούς οπής μέσω ορίου) και άλλων καλωδίων πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,3 mm.
(2) Οι άκρες των πλακετών του PCB περιβάλλονται κατά προτίμηση από ίχνη GND.
(3) Η απόσταση μεταξύ GND και άλλων καλωδίων διατηρείται στα 0.2mm ~ 0.3mm.
(4) Η απόσταση μεταξύ Vbat και άλλων καλωδίων διατηρείται μεταξύ 0.2mm και 0.3mm.
(5) Η απόσταση μεταξύ σημαντικών γραμμών όπως Επαναφορά, Ρολόι κλπ. Και άλλες καλωδιώσεις πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,3mm.
(6) Η απόσταση μεταξύ των γραμμών υψηλής ισχύος, όπως η PA και οι άλλες καλωδιώσεις, διατηρείται μεταξύ 0,2mm και 0,3mm.
(7) Θα πρέπει να υπάρχουν όσο το δυνατόν περισσότερες ζώνες (VIa) μεταξύ των GND διαφορετικών στρωμάτων.
(8) Αποφύγετε τις αιχμηρές γωνίες στο τελικό πάτωμα. Οι απότομες γωνίες πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ομαλές.
2, σχέδιο κυκλώματος κινητού τηλεφώνου
Στο σχεδιασμό του περιβλήματος και του PCB, μετά την προσοχή στο πρόβλημα ESD, το ESD θα εισέλθει αναπόφευκτα στο κύκλωμα του κινητού τηλεφώνου, ειδικά στα ακόλουθα εξαρτήματα: κύκλωμα ανάγνωσης κάρτας CPU κάρτας SIM, κύκλωμα πληκτρολογίου, ακουστικό, κύκλωμα μικροφώνου, διεπαφή δεδομένων, διεπαφή, διασύνδεση USB, έγχρωμη οθόνη οδηγού LCD, αυτά τα μέρη είναι πιθανό να εισάγουν στα κινητά τηλέφωνα στατικό ηλεκτρισμό από το ανθρώπινο σώμα. Ως εκ τούτου, πρέπει να χρησιμοποιούνται συσκευές προστασίας ESD σε αυτά τα μέρη. Οι βασικές συσκευές προστασίας ESD είναι οι εξής:
(1) Σωλήνας εκκένωσης αερίου (GDT). Είναι ένα αεροστεγές γυάλινο ή κεραμικό περίβλημα γεμάτο με σταθερό αέριο όπως ηλιο ή αργό και διατηρείται υπό ορισμένη πίεση. Το GDT έχει μεγάλο ρυθμό ροής και μικρή χωρητικότητα ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία μπορεί να ανακτηθεί από μόνη της. Το μειονέκτημα είναι ότι η ταχύτητα απόκρισης είναι πολύ αργή, η τάση εκφόρτισης δεν είναι αρκετά ακριβής, η διάρκεια ζωής είναι μικρή και οι ηλεκτρικές επιδόσεις αλλάζουν με το χρόνο.
(2) Varistor (MOV). Είναι ένα κεραμικό συστατικό που «συγχρώνει» το οξείδιο του ψευδαργύρου και τα πρόσθετα υπό ορισμένες συνθήκες. Η αντίσταση επηρεάζεται έντονα από την τάση και το ρεύμα της αυξάνεται απότομα καθώς αυξάνεται η τάση. Ο βαρίστορ έχει μεγάλη εσωτερική παραγωγή θερμότητας και το μειονέκτημα του είναι ότι η ταχύτητα απόκρισης είναι αργή, η απόδοση επιδεινώνεται λόγω πολλαπλών χρήσεων και η χωρητικότητα μεταξύ των ηλεκτροδίων είναι μεγάλη.
(3) Δίοδος τυρτιστή (TSS). Είναι ένα εξάρτημα ημιαγωγού το οποίο δεν διεξάγει στην αρχή της διόδου του θυρίστορ και βρίσκεται σε κατάσταση «μπλοκαρίσματος». Όταν η "υπέρταση" ανεβαίνει στην "τάση εκφόρτισης" του θυρίστορ, διεξάγει και παράγει ρεύμα εκφόρτισης. όταν το ρεύμα πέσει σε μια ελάχιστη τιμή, ο θυροστάτης θα "μπλοκάρει" πάλι και θα επιστρέψει στην αρχική "ανοιχτή κατάσταση". ".
(4) Καταστολέας μεταβατικής τάσης (TVS). Είναι μια συσκευή ημιαγωγών, επειδή τα μέγιστα χαρακτηριστικά της είναι ταχεία απόκριση (1 ns ~ 5 ns), πολύ χαμηλή interelectrode χωρητικότητα (1pf ~ 3pf), μικρό ρεύμα διαρροής (1μA) και μεγάλη αντίσταση ροής, είναι πολύ κατάλληλο για την προστασία διαφόρων διεπαφών. Επειδή το TVS έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους και της ταχύτητας γρήγορης απόκρισης, το ποσοστό των TVS που χρησιμοποιείται ως προστατευτική συσκευή στο σημερινό σχέδιο αυξάνεται. Όταν το χρησιμοποιείτε, προσέξτε να το τοποθετήσετε δίπλα στη συσκευή που πρόκειται να προστατευθεί. Η καλωδίωση στο έδαφος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν συντομότερη. Η καλωδίωση της συσκευής πρέπει να είναι σε σειρά, αλλά όχι παράλληλα. Το πρόβλημα με την ESD είναι ένα από τα πολλά σημαντικά ζητήματα. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι αποφυγής βλάβης του κυκλώματος σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές. Λόγω του μικρού μεγέθους και της υψηλής πυκνότητας του κινητού τηλεφώνου, έχει μοναδικά χαρακτηριστικά στην προστασία του ESD.
3, ο σχεδιασμός του κελύφους
Εάν ο απελευθερωμένος στατικός ηλεκτρισμός θεωρείται ως πλημμύρα, τότε η κύρια λύση είναι παρόμοια με τον έλεγχο του νερού, ο οποίος είναι "αποκλειστικός" και "φειδωλάς". Εάν υπάρχει ένα ιδανικό κέλυφος που είναι αεροστεγές, δεν υπάρχει στατικός ηλεκτρισμός, επομένως δεν υπάρχει στατικό πρόβλημα. Ωστόσο, το πραγματικό περίβλημα συχνά έχει κενά στο κάλυμμα, και πολλά από αυτά έχουν μεταλλικά διακοσμητικά κομμάτια, οπότε φροντίστε να δώσετε προσοχή. Αρχικά, χρησιμοποιήστε τη μέθοδο "αποκλεισμού". Προσπαθήστε να αυξήσετε το πάχος του περιβλήματος, δηλαδή να αυξήσετε την απόσταση μεταξύ του περιβλήματος και της σανίδας ή να αυξήσετε την απόσταση του διακένου αέρα του περιβλήματος με κάποιες ισοδύναμες μεθόδους, ώστε να αποφύγετε ή να μειώσετε σημαντικά την ενεργειακή ένταση του ESD. Μέσω της βελτίωσης της δομής, η απόσταση μεταξύ του εξωτερικού περιβλήματος και του εσωτερικού κυκλώματος μπορεί να αυξηθεί, έτσι ώστε η ενέργεια του ESD να μειωθεί σημαντικά. Κατά κανόνα, το ESD 8kV συνήθως διασπάται στο μηδέν μετά από απόσταση 4mm. Δεύτερον, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο "αραιών", μπορεί να ψεκαστεί στο εσωτερικό του περιβλήματος με χρώμα EMI. Το χρώμα EMI είναι ηλεκτρικά αγώγιμο και μπορεί να θεωρηθεί ως μεταλλική ασπίδα που επιτρέπει τη διεξαγωγή στατικού ηλεκτρισμού στο περίβλημα. Στη συνέχεια, το περίβλημα συνδέεται με τη γείωση της πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) για να μεταφέρει το στατικό ηλεκτρισμό μακριά από το έδαφος. Εκτός από την πρόληψη του στατικού ηλεκτρισμού, η μέθοδος αυτής της θεραπείας μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά την παρεμβολή του ΕΜΙ. Εάν υπάρχει αρκετός χώρος, μπορείτε επίσης να προστατεύσετε το κύκλωμα με μεταλλική θωράκιση, η οποία στη συνέχεια συνδέεται με το GND του PCB. Προστατέψτε τη μονάδα με μεταλλική θωράκιση. Εν ολίγοις, υπάρχουν πολλά μέρη που πρέπει να γνωρίζετε σχετικά με την κατοικία σχεδιασμού ESD. Το πρώτο βήμα είναι να αποτρέψετε την είσοδο ESD στο εσωτερικό του περιβλήματος και να ελαχιστοποιήσετε την ενέργεια που εισέρχεται στο περίβλημα. Για να εισέλθει το ESD στο εσωτερικό της θήκης, προσπαθήστε να το οδηγήσετε μακριά από το GND και μην το αφήσετε να βλάψει άλλα μέρη του κυκλώματος. Πρέπει να δίνεται προσοχή κατά τη χρήση μεταλλικών διακοσμήσεων στο περίβλημα, καθώς είναι πιθανό να προκύψουν απροσδόκητα αποτελέσματα και απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή.