Parliamo di progettazione per l'immunità ESD

introduzione

Questo breve articolo è destinato a coloro che potrebbero essere nuovi nel campo dell'ingegneria della conformità e desiderano una migliore comprensione del processo per progettare prodotti immuni agli eventi di scariche elettrostatiche (ESD). Alcuni individui potrebbero non essere sicuri di dove iniziare il processo di progettazione o non avere familiarità con le principali sfide e problematiche legate allo sviluppo di un prodotto che sia completamente immune agli eventi di immunità ESD. I lettori sono incoraggiati a prendere queste informazioni e ad usarle come trampolino di lancio per raccogliere le proprie conoscenze su questo argomento molto importante e spesso inevitabile.

Nota: questo articolo tratta la progettazione dell'immunità ESD e non i test di immunità ESD. Vedere il riferimento 1 per un breve articolo sui test ESD e sull'uso dei simulatori ESD. I test di immunità ESD sono descritti in modo completo in standard come IEC 61000-4-2, MIL-STD-461G CS118, ISO 10605, ANSI C63.16 e RTCA/DO-160.

Tempi di sviluppo di un prodotto immune alle scariche elettrostatiche

Anche se non è sempre possibile, è estremamente importante considerare la progettazione per l'immunità e la protezione ESD come parte del lavoro di progettazione iniziale nello sviluppo del prodotto. Al termine del ciclo di sviluppo del prodotto, gli elementi chiave del progetto, tra cui lo schema di messa a terra, il design dello chassis, i layout dei circuiti stampati (PCB), la struttura software/firmware e i requisiti di produzione, si sono già consolidati. È molto più semplice, più efficace e meno costoso se le soluzioni ai problemi ESD previsti vengono implementate all'inizio del ciclo di sviluppo del prodotto mentre la progettazione è ancora fluida, anziché aggiunte alla fine del progetto. Affrontare i problemi dell’ESD spesso segue un approccio a livello di sistema. Pertanto, se la maggior parte del sistema è già scolpita nella pietra, le soluzioni più pratiche a disposizione del progettista sono meno, meno pratiche, più complicate e molto più difficili da implementare.

Suggerimento professionale: Quando si cerca di risolvere qualsiasi problema relativo al rumore o di superare qualsiasi tipo di test di compatibilità elettromagnetica (EMC) o di emissione, l'implementazione tempestiva delle soluzioni più pratiche e semplici è solitamente la chiave del successo. Avviare il processo di progettazione il prima possibile. Riduci il ciclo di feedback sulla progettazione eseguendo test EMC/ESD non appena sono disponibili prototipi funzionanti.

Progettazione di base per le linee guida sull'immunità ESD

L’approccio a livello di sistema sopra menzionato potrebbe non essere l’unico modo per prevenire e mitigare i problemi dell’ESD. Tuttavia, in base all’esperienza, si è rivelato il metodo più efficace. Seguendo questo approccio e le linee guida che seguono, si garantirà che qualsiasi progetto sia in grado di soddisfare i requisiti di immunità ESD. Tieni presente che non tutte le linee guida descritte in questo articolo possono essere implementate al 100% a causa di vincoli di progettazione specifici imposti su qualsiasi prodotto specifico. Questi vincoli di progettazione variano da prodotto a prodotto e da azienda ad azienda. Spetta al progettista individuare la migliore combinazione di metodi per ottenere l'immunità ESD per ciascun prodotto specifico e situazione specifica. Ad esempio, un vincolo di progettazione potrebbe essere che un cliente abbia già specificato che possono essere utilizzati solo cavi non schermati. Pertanto, non sarà possibile utilizzare nella propria soluzione cavi schermati che garantiscano l'immunità del prodotto agli eventi ESD. Un altro vincolo di progettazione potrebbe essere la necessità di utilizzare uno chassis metallico. In questa situazione, dovrai trovare un modo per controllare il percorso della corrente ESD per evitare che penetri all'interno della custodia.

Prevenire l'ingresso di scariche

La prima parte della progettazione a livello di sistema per le scariche ESD è impedire l'ingresso delle scariche ESD all'interno dell'armadio. È meglio, ma non sempre possibile, prevenire innanzitutto il verificarsi di un evento ESD. Dovrebbe essere un compito facile da realizzare se il tuo prodotto è contenuto in un involucro non metallico/di plastica.

Suggerimento professionale:Anche se la formazione di un arco ESD è impossibile, il prodotto potrebbe comunque essere suscettibile a eventi ESD vicini ed è necessario seguire le altre linee guida descritte di seguito.