SMTアセンブリ時のESD保護方法

静電気による損傷は、デバイス故障の主な原因である。電子デバイスの10%もの直接的な故障の原因となっています。この静電気は、SMTアセンブリ工程全体で問題を引き起こす可能性があります。幸い、この問題から身を守る方法があります。

静電気保護素材

損傷や故障の原因となる静電気放電（ESD）から電子部品を保護することは不可欠です。静電気はいつでもどこでも発生する可能性があり、多くの場合、摩擦によって引き起こされます。SMTアセンブリ工程で電子デバイスを保護し、最適な性能と信頼性を維持できるようにすることが重要です。静電気保護材は、組立工程の最初から使用し、完了後も継続する必要があります。

製造環境のRHもESDの発生に重要な役割を果たすため、工場のRHは慎重に管理されるべきである。RHが正しく維持されないと、非常に高レベルのESDを引き起こす可能性がある。また、高レベルの静電気を帯びた物質を組立ラインから遠ざけることも推奨されます。ESDから電子機器を保護するために、組立工程では静電気保護材を使用する必要があります。

ESD抑制部品

SMT組立工程でのESDによる損傷を防ぐため、部品はESD防止袋に入れて保管・運搬する必要がある。このような作業には、専門の組立業者を強くお勧めします。

静電気を防止するため、組立作業員は静電気防止服を着用すべきである。また、鋭利なもので部品に触れないようにすべきである。静電気防止服は、電子機器の接地回路としても機能する。組立作業者は、導電性衣類の着用に加え、保護スーツと靴を着用し、静電気のリスクを軽減すべきである。絶縁材料の使用を最小限に抑えることも重要である。

静電気は、静電荷を伝導する金属部品が原因で発生することがある。また、誘導や体内静電気によっても発生する。その影響は、特に電子部品に有害である。

静電気保護フォーム

静電気放電（ESD）は、電子機器に莫大な損害を与える可能性があります。これを防ぐ方法はありますが、すべてのデバイスをESDの影響から保護することは不可能です。幸いなことに、静電気防止フォームは静電気放電フォームとしても知られ、繊細な部品を保護するために利用可能です。

ESDに関連するリスクを最小限に抑えるため、電子部品には保護梱包を使用する。梱包材は適切な表面抵抗率と体積抵抗率で作られていることを確認してください。また、輸送中の移動による摩擦帯電の影響に耐えるものでなければなりません。通常、静電気に敏感な部品は、黒色の導電性発泡体または帯電防止袋に入れて提供されます。帯電防止袋には、ファラデーケージとして機能する部分導電性プラスチックが含まれています。

静電気は、SMT組立工程でよく発生する問題です。これは摩擦の副産物であり、部品の故障の原因となります。人間の動きは、数百ボルトから数千ボルトの静電気を発生させます。このダメージは、SMTアセンブリから生じる電子部品に影響を与え、早期故障につながる可能性があります。

ESDバッグ

電子機器を扱う場合、影響を受けやすいものを輸送・保管する際には、ESD保護梱包を使用することが重要です。ESD保護は、感電や火傷のリスクを最小限に抑え、輸送や保管の保護にも役立ちます。また、保護パッケージは、工場への輸送時など、使用していない間も部品やコンポーネントを保護することができます。

プリント基板を取り扱う際には、メーカーの指示に従い、そのガイドラインに従うことが重要です。ESD対策が不十分な場合、電子部品が損傷する可能性があるためです。組み立て工程での部品の適切な扱い方がわからない場合は、専門家に尋ねてください。

両方の組み合わせ

SMTアセンブリー中の静電気を避けるためには、電子機器のアースが不可欠である。接地には、ソフト接地とハード接地の2種類がある。ソフト・グラウンドとは、電子機器を低インピーダンスのグラウンドに接続することであり、ハード・グラウンドとは、電子部品を高インピーダンスのグラウンドに接続することである。どちらのタイプの接地も静電気を防ぎ、電子部品を損傷から守ることができる。

ESD はエレクトロニクス産業における主要な損傷原因である。ESD は性能劣化を引き起こし、部品の故障さえも引き起こします。エレクトロニクスの全故障のうち8%から33%がESDによるものと推定されています。この種の損傷を制御することで、効率、品質、利益を向上させることができます。

EMI抑制におけるレイヤースタック設計の役割を分析する

レイヤースタック設計とは、シグナルインテグリティを改善しEMIを低減するために、多くの層を持つPCBを使用するプロセスである。例えば、汎用の高性能6層基板では、第1層と第6層をグランド層と電源層として配置します。この2つの層の間には、優れたEMI抑制を提供する中央2重マイクロストリップ信号線層がある。しかし、この設計には、トレース層の厚さが2層しかないなどの欠点がある。従来の6層基板は外側のトレースが短く、EMIを低減できる。

インピーダンス解析ツール

EMIの影響を最小限に抑えるPCB設計ツールをお探しですか？インピーダンス解析ソフトウェアは、PCBに適切な材料を決定し、EMIを抑制する可能性が最も高い構成を決定するのに役立ちます。また、これらのツールを使用することで、EMIの影響を最小限に抑える方法でPCBのレイヤースタックを設計することができます。

PCBレイヤースタック設計に関しては、EMIは多くのメーカーにとってしばしば大きな懸念事項です。この問題を軽減するには、隣接する層間を3～6ミル離したPCBレイヤースタック設計を使用することができます。この設計手法は、コモンモードEMIを最小限に抑えるのに役立ちます。

プレーン・レイヤーとシグナル・レイヤーの配置

プリント基板を設計する際には、プレーン層と信号層の配置を考慮することが重要です。これにより、EMIの影響を最小限に抑えることができる。一般的に、信号層は電源プレーンとグランドプレーンに隣接して配置されるべきである。これにより、熱管理がしやすくなる。信号層の導体は、アクティブまたはパッシブ冷却によって熱を放散することができる。同様に、複数のプレーンやレイヤーは、信号層と電源プレーンやグランドプレーンとの間の直接経路の数を最小限に抑えることによって、EMIを抑制するのに役立つ。

最も一般的なPCBレイヤースタック設計の1つは、6層PCBスタックアップです。この設計は、低速トレースにシールドを提供し、直交またはデュアルバンド信号配線に最適です。理想的には、より高速のアナログまたはデジタル信号は外層に配線されるべきです。

インピーダンス・マッチング

PCBレイヤースタック設計は、EMIを抑制する貴重なツールとなり得る。層構造は、良好なフィールド封じ込めとプレーンセットを提供する。層構造は、GNDへの低インピーダンス接続を直接可能にし、ビアを不要にします。また、層数を増やすこともできます。

PCB設計の最も重要な側面のひとつがインピーダンス整合である。インピーダンス整合により、PCBトレースが基板材料と一致するため、信号強度を必要な範囲内に保つことができる。スイッチング速度の高速化に伴い、シグナルインテグリティの重要性はますます高まっている。これが、プリント回路基板をポイント・ツー・ポイント接続として扱えなくなった理由のひとつである。信号はトレースに沿って移動するため、インピーダンスが大きく変化し、信号が反射してソースに戻る可能性があります。

PCB レイヤースタックを設計する際、電源のインダクタンスを考慮することが重要です。電源の銅抵抗が高いと、差動モード EMI が発生する可能性が高くなります。この問題を最小限に抑えることで、信号線が少なく、トレース長が短い回路を設計することができる。

制御されたインピーダンス・ルーティング

電子回路の設計において、インピーダンス配線の制御は重要な検討事項である。制御されたインピーダンス配線は、レイヤースタックアップ戦略を用いることで実現できる。レイヤースタックアップ設計では、複数の電源プレーンの代わりに、単一の電源プレーンを使用して電源電流を流す。この設計にはいくつかの利点がある。その一つは、EMI の回避に役立つことである。

インピーダンスの制御された配線は、EMIを抑制するための重要な設計要素である。3～6 mil 離れたプレーンを使用することで、磁界と電界を抑制することができる。さらに、この種の設計はコモンモードEMIを低減するのに役立ちます。

繊細な痕跡の保護

層スタック設計はEMIを抑制する上で重要な要素である。優れた基板スタックアップは、良好なフィールド封じ込めを達成し、良好なプレーンセットを提供することができる。しかし、EMC問題を引き起こさないように注意深く設計する必要があります。

一般的に、3～6ミルの分離プレーンは、ハイエンドの高調波、低トランジェント、コモンモードEMIを抑制することができる。しかし、この方法は低周波ノイズによるEMIの抑制には適していない。3～6mil間隔のスタックアップがEMIを抑制できるのは、プレーン間隔がトレース幅と同じかそれ以上の場合のみである。

高性能汎用6層基板設計は、第1層と第6層をグランドとして敷く。第3層と第4層は電源を取る。その間に、中央の二重マイクロストリップ信号線層が敷設されています。この設計は優れたEMI抑制を提供する。しかし、この設計の欠点は、トレース層の厚さが2層しかないことである。したがって、従来の6層基板が好ましい。