Hvordan løse ESD-problemet med elektrostatisk utladning av beskyttende mobiltelefoner
Statisk elektrisitet er overalt, og ESD-problemet med elektrostatisk utladning fra mobiltelefon kan ikke ignoreres. Det kan føre til at mobiltelefonen fungerer unormalt, krasjer eller til og med skader og forårsaker andre sikkerhetsproblemer. Derfor, før mobiltelefonen ble lansert, tvang Kina nettverkstesten, og nettverkstesten krevde tydelig ESD og andre overspenningstester. Blant dem må kontaktutladningen være% 26, # 177; 8kV statisk elektrisitet, luftutladning må gjøres% 26; # 177; 15kV statisk elektrisitet er normalt, noe som stiller høye krav til design av ESD armbåndsprodusent ESD.
Hvordan løse ESD-problemer i mobiltelefoner?
1, PCB-design for mobiltelefoner
Printed Circuit Boards er tetthetplater, vanligvis 6-lags tavler. Når tettheten øker, er trenden å bruke 8-lags plater, og deres design må alltid ta hensyn til balansen mellom ytelse og areal. På den ene siden, jo større plass, jo mer plass kan du plassere på komponentene. Samtidig er bredere linjebredde og linjeavstand, fordelene for EMI, lyd, ESD og andre aspekter. På den annen side er den kompakte størrelsen på mobiltelefonen en trend og et behov. Derfor må du finne et balansepunkt når du designer. Når det gjelder ESD-problemet, er det mange steder å ta hensyn til i design, spesielt når det gjelder utformingen av GND-kablingen og linjemomentet.
Poeng å merke seg i PCB-design:
(1) Avstanden mellom PCB-kortsiden (inkludert via hullet via grensen) og andre ledninger bør være større enn 0,3 mm;
(2) PCB-kortene er fortrinnsvis alle omgitt av GND-spor;
(3) Avstanden mellom GND og andre ledninger holdes på 0,2 mm ~ 0,3 mm;
(4) Avstanden mellom Vbat og andre ledninger holdes mellom 0,2 mm og 0,3 mm;
(5) Avstanden mellom viktige linjer som Reset, Clock, etc. og andre ledninger bør være større enn 0,3 mm;
(6) Avstanden mellom kraftige ledninger som PA og andre ledninger holdes mellom 0,2 mm og 0,3 mm;
(7) Det skal være så mange vias (VIa) som mulig mellom GND-ene i forskjellige lag;
(8) Unngå skarpe hjørner i den endelige asfalteringen. Skarpe hjørner skal være så glatte som mulig.
2, mobiltelefon krets design
I utformingen av huset og PCB, etter å ha tatt hensyn til ESD-problemet, vil ESD uunngåelig komme inn i mobiltelefonkretsen, spesielt følgende komponenter: SIM-kort CPU-kortlesekrets, tastaturkrets, øretelefon, mikrofonkrets, data-grensesnitt, strøm grensesnitt, USB-grensesnitt, farge-LCD-drivergrensesnitt, disse delene vil sannsynligvis introdusere statisk elektrisitet fra menneskekroppen i mobiltelefonen. Derfor må ESD-beskyttelsesenheter brukes i disse delene. De viktigste ESD-beskyttelsesanordningene er som følger:
(1) Gassutladningsrør (GDT). Det er et gasstett glass- eller keramisk foringsrør fylt med en stabil gass som helium eller argon og opprettholdt ved et visst trykk. GDT har en stor strømningshastighet og en liten interelektrodekapasitet, som kan gjenvinnes av seg selv. Ulempen er at responshastigheten er for treg, utladningsspenningen ikke er nøyaktig nok, levetiden er kort, og den elektriske ytelsen endres med tiden.
(2) Varistor (MOV). Det er en keramisk komponent som "overvintrer" sinkoksid og tilsetningsstoffer under visse forhold. Motstanden påvirkes sterkt av spenningen, og strømmen øker kraftig når spenningen øker. Varistoren har en stor intern varmeutvikling, og ulempen er at responshastigheten er treg, ytelsen blir forringet på grunn av flere bruksområder, og interelektrodekapasiteten er stor.
(3) Thyristor diode (TSS). Det er en halvlederkomponent som ikke leder i begynnelsen av tyristordioden og er i en "blokkert" tilstand. Når "overspenningen" stiger til "tømmingsspenningen" til tyristoren, leder den og genererer en utladningsstrøm; når strømmen synker til en minimumsverdi, vil tyristoren "blokkere" igjen og gå tilbake til den opprinnelige "åpne tilstanden". ".
(4) Transient Voltage Suppressor (TVS). Det er en halvlederenhet, fordi dens maksimale egenskaper er rask respons (1 ns ~ 5 ns), veldig lav interelektrodekapasitet (1pf ~ 3pf), liten lekkasjestrøm (1μA) og stor strømningsmotstand, spesielt den kombinerte brikken. er veldig egnet for beskyttelse av forskjellige grensesnitt. Fordi TVS har fordelene med liten størrelse og rask responshastighet, øker andelen TVS som brukes som beskyttelsesinnretning i dagens design. Når du bruker den, må du passe på å plassere den ved siden av enheten som skal beskyttes. Kablingen til bakken skal være så kort som mulig. Kablingen til enheten skal være i serie, men ikke parallelt. Problemet med ESD er en av mange viktige problemer. Det er forskjellige måter å unngå skade på kretsen på forskjellige elektroniske enheter. På grunn av den lille størrelsen og høye tettheten på mobiltelefonen, har den unike funksjoner for beskyttelse av ESD.
3, utformingen av skallet
Hvis den frigjorte statiske elektrisiteten blir sett på som en flom, er hovedløsningen lik vannkontroll, som er "blokkering" og "sparing". Hvis det er et ideelt skall som er lufttett, er det ingen statisk elektrisitet, så det er ikke noe statisk problem. Imidlertid har selve foringsrøret ofte hull i dekselet, og mange av dem har dekorative metallstykker, så husk å ta hensyn. Bruk først "blokkering" -metoden. Forsøk å øke tykkelsen på foringsrøret, det vil si øke avstanden mellom foringsrøret og tavlen, eller øke avstanden til luftspalten på foringsrøret med noen like metoder, for å unngå eller redusere energiintensiteten til ESD. Gjennom forbedring av strukturen kan avstanden mellom det ytre foringsrøret og den interne kretsen økes, slik at energien til ESD reduseres kraftig. Som en tommelfingerregel, synker 8kV ESD vanligvis til null etter en avstand på 4 mm. For det andre, ved bruk av "sparsom" -metoden, kan den sprayes på innsiden av foringsrøret med EMI-maling. EMI-maling er elektrisk ledende og kan tenkes som et metallisk skjold som gjør det mulig å lede statisk elektrisitet på huset. Huset er deretter koblet til bakken til PCB (Printed Circuit Board) for å lede statisk elektrisitet vekk fra bakken. I tillegg til å forhindre statisk elektrisitet, kan metoden for denne behandlingen effektivt undertrykke EMI-forstyrrelser. Hvis det er nok plass, kan du også beskytte kretsen med et metallskjerm, som deretter er koblet til GND på PCB. Beskytt modulen med et metallskjerm. Kort sagt er det mange steder å være klar over i ESD-designhuset. Det første trinnet er å forhindre at ESD kommer inn i huset og minimerer energien som kommer inn i huset. For at ESD skal komme inn i saken, kan du prøve å lede den vekk fra GND og ikke la den skade andre deler av kretsen. Vær forsiktig når du bruker metalldekorasjoner på foringsrøret, da det sannsynligvis vil føre til uventede resultater og krever spesiell oppmerksomhet.