Elektrostatische Entladung:Was ist das, wie entsteht sie und wie wird sie behoben?

23. Februar 2021

Elektrostatische Entladung (ESD) ist ein Phänomen, das eine elektrische Überspannung zwischen zwei elektrisch geladenen Objekten verursacht. Dies ist eines der Probleme, mit denen man sich häufig bei gedruckten Schaltungen (PCBs) konfrontiert sieht. Es ist auch verantwortlich für elektrische Engpässe, Leiterplattenausfälle usw. Bestimmte Probleme, die durch elektrostatische Entladung verursacht werden, können zu einem Ausfall des elektrischen Systems, einem Stromschlag usw. führen. Daher ist es wichtig, das Problem der elektrostatischen Entladung anzugehen. Es ist jedoch auch wichtig zu wissen, was ESD genau ist, was ihre Ursachen sind und wie die Probleme behoben werden können. Dieser Beitrag stellt das Konzept der elektrostatischen Entladung vor, gefolgt von seinen Ursachen und Lösungen.

Einführung in die elektrostatische Entladung (ESD)

Die elektrostatische Entladung (ESD) ist der plötzliche Anstieg elektrischer Ladung zwischen zwei elektrisch geladenen Elementen in unmittelbarer Nähe. In einem elektrischen oder elektronischen Aufbau wie einer Leiterplatte erhöht sich die statische Elektrizität, wenn sich elektrostatische Induktion aufbaut, was zu plötzlicher ESD führt. Die elektrostatische Induktion findet statt, wenn zwei unterschiedlich geladene Elemente aufgrund des Bruchs des Dielektrikums zwischen ihnen in direkten Kontakt oder in die Nähe kommen.

ESD erscheint als Mikroversion von Lightning. Es erscheint als Funke zwischen den beiden unterschiedlich geladenen Elementen (eines negativ und ein anderes positiv geladen), der das schädliche Potenzial trägt, das ausreicht, um eine ganze Leiterplatte (PCB) oder einen integrierten elektrischen oder elektronischen Schaltkreis zu zerstören.

In einer Leiterplatte oder einem elektrischen oder elektronischen integrierten Aufbau wird ESD häufig aus den folgenden Gründen verursacht.

• Wenn Sie bei der Fehlersuche an elektronischen Geräten kein elektrostatisches Armband oder keine Schutzausrüstung verwenden, kann ESD ausgelöst werden.
• Vorhandensein von synthetischen Materialien wie Kunststoff, Styropor usw. in unmittelbarer Nähe von Stromdurchführungen im elektronischen Schaltkreis.
• Die Verwendung von Zwangsluftzirkulation an elektrisch aktiven Geräten kann zur Akkumulation von statischem elektrischem Potential führen, was schließlich zu ESD führt.

Die PCBs können aufgrund von ESD latent oder katastrophal beschädigt werden, was zu einer teilweisen oder vollständigen Fehlfunktion/einem Ausfall von PCBs führen kann. Da das Schadenspotential von ESD in den Leiterplatten oder elektronischen integrierten Aufbauten hoch ist, ist es unerlässlich, ESD zu verhindern.

Lassen Sie uns einige vorbeugende Maßnahmen oder Lösungen für ESD besprechen.

Vorbeugungsmaßnahmen/Lösungen für ESD in Leiterplatten

Die PCBs können gegen ESD geschützt werden, indem die statikfreien PCBs sorgfältig entworfen werden oder indem der ESD-präventive PCB-Herstellungs- und Nutzungsprozess übernommen wird. Lassen Sie uns einige Richtlinien für beide vorbeugenden Methoden besprechen.

• ESD-Präventionsrichtlinien für das PCB-Design:

  Die folgenden Tipps helfen, ESD-Ansammlungen im PCB-Design zu vermeiden.

  • Um die parasitäre Induktivität zu reduzieren, ist es wichtig, die elektrische Leitungslänge zu reduzieren. Eine höhere parasitäre Induktivität verhindert die ordnungsgemäße Funktion der Schutzschaltungen und verursacht daher ESD. Die Verringerung der Leitungslänge und der parasitären Induktivität führt schließlich zur Verhinderung von ESD.

  • Ausreichender Abstand/Luftspalt zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektronischen Bauteilen muss vorhanden sein. Dieser Luftspaltabstand verhindert eine direkte Spannungswechselwirkung zwischen zwei Komponenten. Bei Hochspannungsbetrieb der Leiterplatte kann eine geeignete Isolierung zwischen zwei Komponenten erforderlich sein.

  • Leiterplattenkanten sind sehr anfällig für ESD-Ansammlungen, daher dürfen IC-Spuren nicht in der Nähe von Leiterplattenkanten verlaufen.

  • Die Verwendung von Isolationspads für die metallischen Anschlüsse kann hilfreich sein, um ESD in den PCBs zu verhindern.

• ESD-Präventionsrichtlinien nach Verfahren:

  Die folgenden Schritte können befolgt werden, um ESD während der Herstellung und Verwendung von Leiterplatten zu verhindern.

  • Während der Leiterplattenherstellung ist es wichtig, eine statikfreie oder ESD-vorbeugende Umgebung zu schaffen. Dies kann den ESD-Schutz von Fertigungstischen betreffen. Die Arbeitstische müssen mit ESD-freien Matten und ordnungsgemäßer Erdung geschützt werden. Gemäß NFPA-77 umfassen die Praktiken zur Schaffung einer ESD-präventiven Umgebung die Verwendung von antistatischen Erdungsmatten, hochohmigen Armbändern usw.

  • Die Verwendung von statisch beständigem Verpackungsmaterial und Farben kann dem Auftreten von ESD widerstehen.

Jetzt, da das Konzept der elektrostatischen Entladung (ESD) in Leiterplatten überzeugt ist, ist es wichtig, mit einem Leiterplatten-Auftragshersteller in den USA zusammenzuarbeiten, der ESD-präventive Design- und Fertigungsdienste wie Creative Hi- Technik. Das Unternehmen bietet qualitativ hochwertige und gesicherte Leiterplattendesigns sowie schnelle Fertigungsdienste. Das Unternehmen ist nach ISO 9001:2015, IPC-WHMA-A-610 und IPC-CC-830B zertifiziert. Außerdem bieten sie IPC-A-610-D- und ANSI/J-STD-001-konforme PCB-Montagedienste an, um optimale Qualität und Leistung zu gewährleisten.

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