ESD de la carcasa de plástico a PCB en sistemas flotantes

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Estoy diseñando un dispositivo alimentado por batería. El dispositivo se colocará en un entorno donde la humedad relativa sea inferior al 20%. Por lo tanto, es esencial proteger la electrónica de posibles eventos de ESD. Sin embargo, es difícil identificar los peligros yo mismo. Se agradecería si alguien pudiera responder las siguientes preguntas.

  1. Posibilidad de ESD desde el alojamiento a PCB
    Necesito usar un gabinete rectangular de plástico y montar mis PCB en el gabinete con tornillos de nylon. ¿Pueden ocurrir eventos de ESD entre la superficie interna del gabinete y la PCB a través del aire? Por supuesto, la carga se acumulará en el PCB y en el gabinete en algún punto, luego la polaridad de las coberturas en el PCB y la polaridad del gabinete de plástico, o partes del mismo, pueden ser diferentes. Me pregunto si la ESD puede ocurrir entre ellos, cuando están cargados con una polaridad diferente.

  2. Montaje de componentes SMD en las capas inferiores de las PCB
    Me parece muy difícil colocar componentes solo en las capas superiores de los PCB. ¿Sería peligroso colocar componentes SMD en la capa inferior? Sus almohadillas estarán expuestas al aire y la distancia a la superficie de plástico será menor a 5 mm.

  3. Blindaje de PCB de fuentes ESD usando cinta
    ¿Existe una solución general para proteger las almohadillas de PCB de ESD? ¿Se podría usar algo como la cinta de Kapton?

Sería muy apreciado si uno pudiera proporcionar referencias útiles (documentos técnicos que aborden la protección ESD para sistemas aislados)

Nota: no es posible cambiar el entorno. Por lo tanto, no es una solución no trabajar en un lugar tan seco, no usar una carcasa de plástico o no tener un terreno flotante. El problema que tengo sería común en algunas aplicaciones, por lo que creo que esta es una pregunta relevante.

    
pregunta Nownuri

1 respuesta

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La mejor condición posible para una caja electrónica es una jaula de Faraday (una caja hecha de metal). Los campos eléctricos en el interior de la caja estarán cerca de cero. El aire funciona como un condensador y si la conexión a tierra de la PCB está conectada a la caja, ambos lados son cero. No hay campos eléctricos peligrosos.

Montar una PCB en una carcasa de plástico plantea riesgos. El primero es la acumulación de carga. Si hay una carga neta en el exterior de una caja de plástico, el interior no es cero y los campos eléctricos y las cargas que se acumulan en el exterior pueden transferirse al interior (si el plástico no es seguro contra ESD). No hay dónde atar una conexión a tierra y el aire funciona como un condensador, en ambos lados de la placa.

Utilice plásticos seguros o conductivos ESD o haga que el interior de la caja sea conductor. Un plástico seguro ESD no se acumulará carga en él. El mayor peligro de una caja de plástico es uno que tiene fricción (carga triboeléctrica) en las superficies cuando alguien lo mueve, el plástico podría acumular grandes cantidades de carga en el interior o el exterior de la caja. O eso o construir un escudo alrededor de la PCB en el interior de la caja. La cinta de cobre también funcionaría en cierta medida.

  

Pueden ocurrir eventos de ESD entre la superficie interna del gabinete y   PCB a través del aire?

Sí, ESD puede saltar a través del plástico (me he visto con una pistola ESD) y el plástico puede cobrar (a menos que sea seguro para ESD)

  

¿Sería peligroso colocar componentes SMD en la capa inferior?   Sus almohadillas estarán expuestas al aire, y la distancia al plástico.   La superficie será más corta que 5 mm.

No importa en qué lado de la PCB de la caja de plástico están los componentes, ya que las cargas podrían acumularse en cualquier lugar.

  

¿Existe una solución general para proteger las almohadillas de PCB de ESD? Podria uno   usar algo como la cinta de Kapton?

Kapton es un buen condensador cuando se coloca entre dos hojas de metal y tiene un voltaje de ruptura, así que use una cinta conductora, como una cinta de cobre.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el laptop2d

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