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PCB外派駐場工程師如何設計抗靜電設計“放電針”

time : 2023-04-11 14:53       作者：凡億pcb

靜電對電路的危害很大，靜電的瞬間電壓為幾千伏到幾十萬伏，冬天人體靜電至少在幾萬伏以上，如此大的靜電進入電路后會對電路中較弱的元器件如芯片等造成致命損傷，因此電路靜電保護一直是電路設計不可缺少的環節。常規方案是用快速二極管、氣體放電管、保險絲等組合成保護電路實現對靜電的消除，達到保護電路元器件的目的。但是該保護方案大幅度增加了電路成本，擴大了PCB板的使用面積，不利于產品小型化低成本設計。
 
一般情況下，使干燥空氣擊穿的電場強度約為 3 × 10^6 V/m，將該量記為E，靜電壓記為U（單位為伏），放電距離記為S（單位為米），則有S=U/E，若靜電壓為3000V，則尖端放電間距約為1mm；根據這種放電特性，可在受保護器件的電路中加入一個呈鋸齒狀的尖端放電對，該放電對是在PCB板上的兩個鋸齒形銅皮，銅皮不能蓋油。鋸齒狀尖端放電對的一半在信號電路中，另一半在電路板電源地上，尖端間距為1mm，這樣可實現3000V以上的靜電放電，達到保護元器件的目的，降低了產品成本和PCB板需求面積。
 
PCB外派設計工程師在實際設計時，可在某一個保護器件上并排放置多個尖端放電對，以實現徹底干凈的消除靜電，尖端間距可設置為0.4mm。在電路接口處，信號線位置（高壓信號線除外），低壓電源處均可放置，尖端放電對附近及上方不要有導線等其他易燃體，因為尖端放電會有瞬間電火花產生，在一些特殊情況下可以采用此方法去較好地消除靜電威脅。具體設計參考如下圖：
 


在實際PCB設計和制造中，要保持放電針的阻焊開窗和且保留焊盤尖端，防止加工加工后的成品無法實現放電功能！
 
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