Kuinka ratkaista ESD-ongelma suojaavien matkapuhelinten sähköstaattisella purkauksella
Staattinen sähkö on kaikkialla, eikä matkapuhelimen sähköstaattisen purkauksen ESD-ongelmaa voida sivuuttaa. Se saattaa aiheuttaa matkapuhelimen epänormaalin toiminnan, kaatumisen tai jopa vahingoittumisen ja aiheuttaa muita turvallisuusongelmia. Siksi Kiina pakotti verkko- testin, ennen kuin matkapuhelin käynnistettiin, ja verkon testaus vaati selvästi ESD- ja muita ylijännitekokeita. Niiden joukossa kontaktin purkamisen on oltava% 26, # 177; 8 kV: n staattinen sähkö, ilmanpoisto on tehtävä% 26; # 177; 15 kV: n staattinen sähkö on normaalia, mikä asettaa korkeat vaatimukset ESD-rannekevalmistajan ESD: n suunnittelulle.
Miten ratkaista ESD-ongelmat matkapuhelimissa?
1, matkapuhelin PCB suunnittelu
Painetut piirilevyt ovat suuritiheyksisiä levyjä, yleensä 6-kerroksisia levyjä. Kun tiheys kasvaa, suuntaus on käyttää 8-kerrosta levyä, ja niiden suunnittelussa on aina otettava huomioon suorituskyvyn ja alueen tasapaino. Toisaalta, mitä suurempi tila, sitä enemmän tilaa voidaan sijoittaa komponentteihin. Samalla, mitä laajempi linjan leveys ja riviväli ovat, EMI: n, äänen, ESD: n ja muiden näkökohtien edut. Toisaalta matkapuhelimen kompakti koko on trendi ja tarve. Siksi sinun on löydettävä tasapainopiste suunnittelussa. ESD-ongelman osalta on paljon huomiota kiinnitettävissä suunnitteluun, erityisesti GND-johdotuksen suunnittelun ja linja-ajan suhteen.
PCB-suunnittelussa huomioitavat kohdat:
(1) PCB-levyn reunan (myös läpivientireiän kautta rajalla) ja muiden johtojen välisen etäisyyden tulisi olla yli 0,3 mm;
(2) Piirilevyn reunojen reunat ovat edullisesti GND-jälkien ympäröimiä;
(3) GND: n ja muun johdon välinen etäisyys pidetään 0,2 mm - 0,3 mm;
(4) Vbatin ja muun johdon välinen etäisyys pidetään välillä 0,2 mm ja 0,3 mm;
(5) Etäisyys tärkeiden linjojen, kuten nollaus, kello jne., Ja muiden johtojen välillä on oltava suurempi kuin 0,3 mm;
(6) Etäisyys suuriteholähteiden kuten PA: n ja muiden johtojen välillä pidetään välillä 0,2 - 0,3 mm;
(7) Eri kerrosten GND: iden välillä olisi oltava mahdollisimman monta viivaa (VIa);
(8) Vältä teräviä kulmia lopullisessa päällystyksessä. Terävien kulmien tulisi olla mahdollisimman sileitä.
2, matkapuhelinpiirin suunnittelu
Kotelon ja piirilevyn suunnittelussa ESD: n kiinnittäminen ESD-ongelmaan tulee väistämättä siirtymään matkapuhelimen piiriin, erityisesti seuraaviin komponentteihin: SIM-kortin CPU-kortin lukupiiri, näppäimistöpiiri, kuulokkeet, mikrofonipiiri, dataliitäntä, teho käyttöliittymä, USB-liitäntä, värillinen LCD-ohjainliitäntä, nämä osat voivat todennäköisesti aiheuttaa staattista sähköä ihmiskehosta matkapuhelimeen. Siksi näissä osissa on käytettävä ESD-suojalaitteita. Tärkeimmät ESD-suojalaitteet ovat seuraavat:
(1) Kaasupurkausputki (GDT). Se on kaasunpitävä lasi- tai keraaminen kotelo, joka on täytetty stabiililla kaasulla, kuten heliumilla tai argonilla, ja joka pidetään tiettyyn paineeseen. GDT: llä on suuri virtausnopeus ja pieni elektrodikapasitanssi, joka voidaan ottaa talteen itsestään. Haittapuolena on, että vasteenopeus on liian hidas, purkausjännite ei ole riittävän tarkka, käyttöikä on lyhyt ja sähköinen suorituskyky muuttuu ajan myötä.
(2) Varistori (MOV). Se on keraaminen komponentti, joka "sinters" sinkkioksidia ja lisäaineita tietyissä olosuhteissa. Vastus vaikuttaa voimakkaasti jännitteeseen, ja sen virta nousee jyrkästi jännitteen kasvaessa. Varistorissa on suuri sisäinen lämmöntuotto, ja sen haittapuolena on, että vasteenopeus on hidas, suorituskyky heikkenee useiden käyttötarkoitusten vuoksi, ja inter- elektrodikapasitanssi on suuri.
(3) tyristoridiodi (TSS). Se on puolijohdekomponentti, joka ei johda tyristoridiodin alussa ja on "estetty" tilassa. Kun "ylijännite" nousee tyristorin "purkautumisjännitteeseen", se johtaa ja muodostaa purkausvirran; kun virta laskee minimiarvoon, tyristori "estää" uudelleen ja palaa alkuperäiseen "avoimeen tilaan". ".
(4) Siirtymäjännitteenvaimennin (TVS). Se on puolijohdelaite, koska sen enimmäisominaisuudet ovat nopea vaste (1 ns ~ 5 ns), hyvin alhainen interelektrodi-kapasitanssi (1pf ~ 3pf), pieni vuotovirta (1μA) ja suuri virtausvastus, erityisesti sen yhdistetty siru. soveltuu hyvin eri rajapintojen suojaamiseen. Koska TVS: llä on pienen koon ja nopean reagoinnin nopeuden edut, nykyisessä suunnittelussa suojalaitteena käytetyn TVS: n osuus kasvaa. Kun käytät sitä, aseta se suojattavan laitteen viereen. Maadoitusjohtojen tulee olla mahdollisimman lyhyitä. Laitteen johdotuksen tulee olla sarjassa, mutta ei rinnakkain. ESD-ongelma on yksi monista tärkeistä kysymyksistä. Eri elektronisissa laitteissa on erilaisia tapoja välttää piirin vaurioitumista. Matkapuhelimen pienen koon ja suuren tiheyden takia sillä on ainutlaatuiset ominaisuudet ESD: n suojaamisessa.
3, kuoren rakenne
Jos vapautettua staattista sähköä pidetään tulvana, niin tärkein ratkaisu on samanlainen kuin veden ohjaus, joka on "estävä" ja "säästävä". Jos on ihanteellinen ilmatiivis kuori, staattista sähköä ei ole, joten staattista ongelmaa ei ole. Kuitenkin todellisessa kotelossa on usein aukkoja kannessa, ja monet niistä ovat metallisia koriste-esineitä, joten muista kiinnittää huomiota. Käytä ensin "esto" -menetelmää. Yritä lisätä kotelon paksuutta eli lisätä kotelon ja levyn välistä etäisyyttä tai lisätä kotelon ilmavälin etäisyyttä jollakin vastaavalla menetelmällä, jotta vältetään tai vähennetään suuresti energian intensiteettiä. ESD. Rakenteen parantamisen avulla ulkokuoren ja sisäisen piirin välistä etäisyyttä voidaan lisätä siten, että ESD: n energia vähenee huomattavasti. Nyrkkisääntönä 8 kV ESD hajoaa tyypillisesti nollaan 4 mm: n etäisyyden jälkeen. Toiseksi, käyttämällä "harva" -menetelmää, se voidaan ruiskuttaa kotelon sisäpuolelle EMI-maalilla. EMI-maali on sähköä johtava ja sitä voidaan ajatella metalliseksi suojaksi, joka mahdollistaa staattisen sähkön johtamisen koteloon. Kotelo kytketään sitten piirilevyn maahan (painettu piirilevy) staattisen sähkön johtamiseksi pois maasta. Staattisen sähkön estämisen lisäksi tämän menetelmän avulla voidaan tehokkaasti estää EMI-häiriöitä. Jos tilaa on riittävästi, voit suojata piirin myös metallikilvellä, joka on sitten liitetty piirilevyn GND: hen. Suojaa moduuli metallikilvellä. Lyhyesti sanottuna ESD-suunnittelukotelossa on monia paikkoja, joista on tietoinen. Ensimmäinen vaihe on estää ESD: n pääseminen kotelon sisälle ja minimoida koteloon tuleva energia. Jos ESD tulee kotelon sisälle, yritä ohjata sitä pois GND: stä ja älä anna sen vahingoittaa muita piirin osia. On syytä olla varovainen, kun käytät metallikoristeita koteloon, koska se todennäköisesti aiheuttaa odottamattomia tuloksia ja vaatii erityistä huomiota.