Cómo la Colocación de Componentes y el Enrutamiento Ayudan a Proteger tu PCB de ESD

September 10, 2019 Altium Designer

A desk full of papers.

Organizo ciertas cosas con un neuroticismo supuestamente alarmante. En la escuela de posgrado, había una línea de delimitación entre el borde de mi escritorio y la montaña de papeles que comenzaban en el de mi vecino. Esta misma tendencia, aunque molesta para los compañeros de escritorio y los novios, especialmente porque se extiende a los baños, me convierte en un as en la optimización de la colocación de componentes en los PCB.  Esto no solo mantiene las cosas ordenadas, sino que también mejora la protección contra descargas electrostáticas para toda la placa.

La implicación obvia de una buena colocación de componentes es que afecta al enrutamiento de tu placa. Eso significa que tu enrutamiento determina cómo se distribuirán los efectos de ESD a través de la PCB y de tus componentes sensibles o desprotegidos. A medida que organizas tus componentes, hay varias pautas básicas para ayudarte a mejorar tu enrutamiento para proteger mejor tu PCB y tus circuitos integrados sensibles. 

Coloca los componentes en el lugar más seguro posible

A veces, los requisitos de diseño te impiden usar circuitos de protección para todos tus componentes sensibles. Cuando ese sea el caso, hay pasos que puedes seguir para mejorar las probabilidades de esos circuitos integrados.

Mantén los circuitos desprotegidos alejados de las pistas entre un circuito de protección TVS y una entrada de conector, o cualquier otro lugar donde se prevea ESD. De esta forma, reduces el riesgo de exponer el componente a cualquier corriente inducida por los campos EM que cambian rápidamente como resultado de un pulso de ESD.

 

Sparks from a PCB component.
La colocación de componentes puede ayudar a proteger tus circuitos integrados de ESD, incluso si no puedes colocarlos en una línea protegida.

Incluso los dispositivos que están protegidos pueden beneficiarse de cierta previsión con respecto a su ubicación. Los componentes sensibles que están en una línea protegida deben colocarse más cerca del centro de la placa. Eso ayuda a equilibrar la inductancia parasitaria para un mejor rendimiento del circuito de protección.

Minimiza la longitud de tus líneas

Las pistas y los cables largos actúan como pequeñas antenas. Ambos pueden transmitir y recibir emisiones no deseadas. Si ocurre un pulso ESD, pueden recibir señal, y pasarla a lo largo de toda su longitud.

Uno de los primeros y más fáciles pasos para minimizar la longitud de la línea es colocar todos los componentes con muchas interconexiones cerca uno del otro. Esto te ayuda a minimizar la longitud y, con suerte, el número de líneas de interconexión. Y las personas organizadas saben que se deben mantener juntas las cosas que son similares.

Sé que ya lo he dicho antes, pero minimiza los lazos de circuito. Los circuitos en grandes áreas aumentan la cantidad de tu placa que está expuesta a EMI generada por un pulso de ESD. Pueden deshacer todas las demás protecciones que has implementado y son realmente malas noticias. Y mientras lo haces, usa un plano de tierra diseñado adecuadamente.

Cuida tus bordes

Tal vez eres un rebelde y colocas libros sobre diferentes temas uno al lado del otro en el estante. Sin embargo, ten en cuenta que tu desprecio desenfrenado por el orden puede tener serias repercusiones para tu PCB si dejas que diferentes rastros de señal simplemente vayan a donde los envía el enrutador automático.

No traces pistas sensibles a lo largo del borde de la placa. Esto es particularmente cierto para las pistas de suministro de potencia. El objetivo es minimizar la radiación de estas pistas, así como su exposición a la diafonía de otras pistas, ya sea por una señal ruidosa o por interferencia inducida por ESD. De todos modos, mantener tus pistas ruidosas lejos de todo lo sensible es una buena práctica de diseño.

 

Sparks jumping between fingers.

Se trata de evitar que un pulso de ESD por el manejo de tu placa vaya directamente a tus componentes más sensibles.

El diseño de PCB puede ser increíblemente tedioso. Hacerlo bien requiere esfuerzo. Usando las herramientas de PCB correctas como el diseño unificado de Altium puede marcar la diferencia entre una buena y funcional placa con buena protección, y un nido de ratas que te mantenga despierto toda la noche. ¡Pueden ayudarte a comenzar ahora, por lo que tienes más tiempo para ponerlo todo en orden!

¿Tienes alguna pregunta sobre la colocación de componentes? Ponte en contacto con un experto en Altium.

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