Miten tehdä ESD-suojaus SMT-kokoonpanon aikana?

Sähköstaattiset vauriot ovat merkittävä syy laitteiden vikaantumiseen. Se aiheuttaa välittömiä vikoja jopa 10% elektroniikkalaitteissa. Se voi aiheuttaa ongelmia koko SMT-kokoonpanoprosessin aikana. Onneksi on olemassa keinoja suojautua tältä ongelmalta.

Staattiselta sähköltä suojaava materiaali

Elektroniikkakomponentit on ehdottomasti suojattava sähköstaattiselta purkaukselta (ESD), joka voi aiheuttaa vaurioita ja vikoja. Staattista sähköä voi syntyä milloin tahansa ja missä tahansa, ja se johtuu usein kitkasta. On tärkeää suojata elektroniikkalaitteet SMT-kokoonpanoprosessin aikana, jotta ne voivat säilyttää optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden. Staattiselta sähköltä suojaavaa materiaalia olisi käytettävä kokoonpanoprosessin alusta alkaen, ja sitä olisi jatkettava sen valmistumisen jälkeen.

Myös valmistusympäristön suhteellisella kosteudella on ratkaiseva merkitys ESD:n syntymiseen, joten tehtaan suhteellista kosteutta on valvottava huolellisesti. Jos RH-arvoa ei ylläpidetä oikein, se voi johtaa hyvin korkeisiin ESD-tasoihin. On myös suositeltavaa pitää korkeaa staattista sähköä sisältävät materiaalit poissa kokoonpanolinjalta. Elektroniikan suojaamiseksi ESD:ltä on kokoonpanoprosessin aikana käytettävä staattiselta sähkömagneettiselta säteilyltä suojaavaa materiaalia.

ESD-suojakomponentit

ESD:n aiheuttamien vaurioiden välttämiseksi SMT-kokoonpanoprosessin aikana komponentit on säilytettävä ja kuljetettava ESD-suojatuissa pusseissa. Ammattitaitoisia kokoonpanijoita suositellaan lämpimästi tällaiseen työhön.

Staattisen sähkön estämiseksi kokoonpanotyöntekijöiden on käytettävä antistaattisia vaatteita. Heidän on myös vältettävä koskettamasta komponentteja terävillä esineillä. Antistaattinen vaatetus voi toimia myös elektronisten laitteiden maadoituspiirinä. Johtavien vaatteiden käyttämisen lisäksi kokoonpanohenkilöstön tulisi käyttää suojapukua ja -kenkiä staattisen sähkön riskin vähentämiseksi. On myös tärkeää minimoida eristävien materiaalien käyttö.

Staattista sähköä voi syntyä metalliosista, jotka johtavat sähköstaattista varausta. Se voi johtua myös induktiosta tai kehon staattisesta sähköstä. Vaikutukset voivat olla haitallisia erityisesti elektroniikkakomponenteille.

Staattinen suojavaahto

Sähköstaattinen purkaus (ESD) voi aiheuttaa kalliita vahinkoja elektroniikalle. Vaikka on olemassa keinoja tämän estämiseksi, kaikkia laitteita ei ole mahdollista suojata ESD:n vaikutuksilta. Onneksi herkkien komponenttien suojaamiseen on saatavilla antistaattisia vaahtoja, joita kutsutaan myös sähköstaattisen purkauksen vaahdoiksi.

Minimoi ESD:hen liittyvät riskit käyttämällä elektroniikkakomponenteille suojapakkauksia. Varmista, että pakkauksen pinta- ja tilavuusvastus on sopiva. Sen on myös kestettävä kuljetuksen aikana tapahtuvasta liikkeestä aiheutuvia tribosähköisiä latausvaikutuksia. Tyypillisesti sähköstaattisesti herkät komponentit toimitetaan mustassa johtavassa vaahtomuovissa tai antistaattisessa pussissa. Antistaattiset pussit sisältävät osittain johtavaa muovia, joka toimii Faradayn häkkinä.

Staattinen sähkö on yleinen ongelma SMT-kokoonpanoprosessin aikana. Se on kitkan sivutuote ja voi aiheuttaa komponenttien vikaantumisen. Ihmisen liikkeet synnyttävät staattista sähköä, joka voi vaihdella muutamasta sadasta voltista useisiin tuhansiin voltteihin. Tämä vaurio voi vaikuttaa SMT-kokoonpanon tuloksena syntyviin elektroniikkakomponentteihin ja johtaa ennenaikaiseen vikaantumiseen.

ESD-pussit

Kun työskentelet elektroniikan parissa, on tärkeää käyttää ESD-suojapakkauksia, kun kuljetat ja varastoit herkkiä kohteita. ESD-suojaus voi auttaa minimoimaan sähköiskujen ja palovammojen riskin, ja se suojaa myös kuljetusta ja varastointia. Suojapakkaus voi suojata osia ja komponentteja myös silloin, kun niitä ei käytetä, esimerkiksi kun niitä kuljetetaan tehtaalle ja tehtaalta.

Piirilevyä käsiteltäessä on tärkeää noudattaa valmistajan ohjeita ja noudattaa heidän ohjeitaan. Tämä on tärkeää, koska huono ESD-suojaussuunnitelma voi johtaa elektronisten komponenttien vaurioitumiseen. Jos et ole varma siitä, miten komponentteja käsitellään oikein kokoonpanoprosessin aikana, kysy ammattilaiselta.

Molempien yhdistelmä

Staattisen sähkön välttämiseksi SMT-kokoonpanon aikana on tärkeää maadoittaa elektroniikka. Maadoitus voi olla kahdenlaista, pehmeä maadoitus ja kova maadoitus. Pehmeä maadoitus tarkoittaa elektronisten laitteiden liittämistä matalaimpedanssiseen maahan, kun taas kova maadoitus tarkoittaa elektronisten komponenttien liittämistä korkea-impedanssiseen maahan. Molemmilla maadoitustyypeillä voidaan estää staattinen sähkö ja suojata elektronisia komponentteja vaurioilta.

ESD on merkittävä elektroniikkateollisuuden vahinkojen aiheuttaja. ESD aiheuttaa suorituskyvyn heikkenemistä ja jopa komponenttien rikkoutumista. On arvioitu, että 8%-33% kaikista elektroniikan vioista johtuu ESD:stä. Tämäntyyppisten vaurioiden hallitseminen voi parantaa tehokkuutta, laatua ja voittoja.

Analysoi kerroksellisen pinon suunnittelun rooli EMI:n tukahduttamisessa.

Layered stack design is the process of using a PCB with many layers to improve signal integrity and reduce EMI. A general purpose high-performance 6-layer board, for example, lays the first and sixth layers as ground and power layers. In between these two layers is a centered double microstrip signal line layer that provides excellent EMI suppression. However, this design has its disadvantages, including the fact that the trace layer is only two layers thick. The conventional six-layer board has short outer traces that can reduce EMI.

Impedance analysis tool

If you’re looking for a PCB design tool to minimize your PCB’s susceptibility to EMI, you’ve come to the right place. Impedance analysis software helps you determine the correct materials for your PCB and determine which configuration is most likely to suppress EMI. These tools also allow you to design your PCB’s layered stack in a way that minimizes the effects of EMI.

When it comes to PCB layered stack design, EMI is often a major concern for many manufacturers. To reduce this problem, you can use a PCB layered stack design with a three to six-mil separation between adjacent layers. This design technique can help you minimize common-mode EMI.

Arrangement of plane and signal layers

When designing a PCB, it is vital to consider the arrangement of plane and signal layers. This can help to minimize the effect of EMI. Generally, signal layers should be located adjacent to power and ground planes. This allows for better thermal management. The signal layer’s conductors can dissipate heat through active or passive cooling. Similarly, multiple planes and layers help to suppress EMI by minimizing the number of direct paths between signal layers and power and ground planes.

One of the most popular PCB layered stack designs is the six-layer PCB stackup. This design provides shielding for low-speed traces and is ideal for orthogonal or dual-band signal routing. Ideally, higher-speed analog or digital signals should be routed on the outer layers.

Impedance matching

PCB layered stack design can be a valuable tool in suppressing EMI. The layered structure offers good field containment and set of planes. The layered structure allows for low-impedance connections to GND directly, eliminating the need for vias. It also allows higher layer counts.

One of the most critical aspects of PCB design is impedance matching. Impedance matching allows the PCB traces to match the substrate material, thus keeping the signal strength within the required range. Signal integrity is increasingly important as switching speeds increase. This is one of the reasons why printed circuit boards can no longer be treated as point-to-point connections. Since the signals are moving along traces, the impedance can change significantly, reflecting the signal back to its source.

When designing PCB layered stacks, it is important to consider the inductance of the power supply. High copper resistance on the power supply increases the likelihood of differential mode EMI. By minimizing this problem, it is possible to design circuits that have fewer signal lines and shorter trace lengths.

Controlled impedance routing

In the design of electronic circuits, controlled impedance routing is an important consideration. Controlled impedance routing can be achieved by using a layered stack up strategy. In a layered stack up design, a single power plane is used to carry the supply current instead of multiple power planes. This design has several advantages. One of these is that it can help avoid EMI.

Controlled impedance routing is an important design element for suppressing EMI. Using planes separated by three to six mils can help contain magnetic and electric fields. Furthermore, this type of design can help lower common-mode EMI.

Protection of sensitive traces

Layered stack design is a critical element in suppressing EMI. A good board stack-up can achieve good field containment and provide a good set of planes. But, it must be designed carefully to avoid causing EMC problems.

Generally, a 3 to 6-mil separated plane can suppress high-end harmonics, low transients, and common-mode EMI. However, this approach is not suitable for suppressing EMI caused by low-frequency noises. A three to six-mil-spaced stack up can only suppress EMI if the plane spacing is equal to or greater than the trace width.

A high-performance general-purpose six-layer board design lays the first and sixth layers as the ground. The third and fourth layers take the power supply. In between, a centered double microstrip signal line layer is laid. This design provides excellent EMI suppression. However, the disadvantage of this design is that the trace layer is only two layers thick. Therefore, the conventional six-layer board is preferred.