EDA毛刺(Electromagnetic Discharge Arcing)是指由于穿孔或烧蚀等原因在PCB布线、元器件焊盘等接地金属上形成的一个小电弧现象。该电弧从电磁角度影响PCB各部分,产生的辐射干扰无法通过传统的线路布局和软硬分离的方法来避免。
EDA毛刺现象是由于PCB电位因素引起,一种注射式的电离现象,通常由于在电源端正在快速载入或放电电容器动能的情况下,伴随着较高的上升速率和较高的幅值。这个现象非常危险,可能会损坏PCB上的电子器件,严重影响电路的正常运行。
EDA毛刺是随机性、暂态性的短时电弧放电,同时伴随着强电磁场辐射。它跟电弧相似,可以在毫秒级或微秒级内消失。其中大量的能量通过电子和电子轨道之间的碰撞进行转移。在这个过程中,电子释放出的能量大致相当于热能的形式,使电子达到很高的温度,从而使气体局部离子化,产生电离变化。
EDA毛刺常常会在PCB的板上产生针状显微裂纹,当电流通过这些裂纹时,其电流密度会大到足以产生电弧。裂纹越细,电流密度越大,其产生的电弧越强,烧蚀的效果也越轻微。
1、增加过渡电容。在PCB板上增加合适的过渡电容,有助于平滑升降阶段,既可充分利用过渡电容,又可压制EDA毛刺。同时,在设计电路板时给过渡电容留足空间,不要将过渡电容放置得太靠近边缘。
2、限制上升时间。采用限流电阻或限流电感,控制电容器电流瞬时变化,从而控制电压上升时间,防范EDA毛刺的发生。
3、采用分立元器件。将分立元器件(比如二极管、电阻器等)与PCB浸渍料直接焊接起来,可以有效地防护EDA毛刺,并通过增加分立元件的数量以缩短电容器电流瞬时变化时间来进一步防范电容器引起的毛刺问题。
4、采用EDA分析软件。使用EDA分析软件,如Ansoft公司的HFSS等,来预测特定条件下的EDA毛刺。然后结合上述措施进行设计,既能有效地预防毛刺,还能提高设计效率和精度。