PCB設計的ESD抑止準則解析

PCB布線(xiàn)是ESD防護的一個(gè)關(guān)鍵要素，合理的PCB設計可以減少故障檢查及返工所帶來(lái)的不必要成本。在PCB設計中，由于采用了瞬態(tài)電壓抑止器(TVS)二極管來(lái)抑止因ESD放電產(chǎn)生的直接電荷注入，因此PCB設計中更重要的是克服放電電流產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)電磁場(chǎng)效應。本文將提供可以?xún)?yōu)化ESD防護的PCB設計準則。

電路環(huán)路

電流通過(guò)感應進(jìn)入到電路環(huán)路，這些環(huán)路是封閉的，并具有變化的磁通量。電流的幅度與環(huán)的面積成正比。較大的環(huán)路包含有較多的磁通量，因而在電路中感應出較強的電流。因此，必須減少環(huán)路面積。

最常見(jiàn)的環(huán)路，由電源和地線(xiàn)所形成。在可能的條件下，可以采用具有電源及接地層的多層PCB設計。多層電路板不僅將電源和接地間的回路面積減到最小，而且也減小了ESD脈沖產(chǎn)生的高頻EMI電磁場(chǎng)。

如果不能采用多層電路板，那么用于電源線(xiàn)和接地的線(xiàn)必須連接成如圖2所示的網(wǎng)格狀。網(wǎng)格連接可以起到電源和接地層的作用，用過(guò)孔連接各層的印制線(xiàn)，在每個(gè)方向上過(guò)孔連接間隔應該在6厘米內。另外，在布線(xiàn)時(shí)，將電源和接地印制線(xiàn)盡可能靠近也可以降低環(huán)路面積。

減少環(huán)路面積及感應電流的另一個(gè)方法是減小互連器件間的平行通路。

當必須采用長(cháng)于30厘米的信號連接線(xiàn)時(shí)，可以采用保護線(xiàn)。一個(gè)更好的辦法是在信號線(xiàn)附近放置地層。信號線(xiàn)應該距保護線(xiàn)或接地線(xiàn)層13毫米以?xún)取?/p>

將每個(gè)敏感元件的長(cháng)信號線(xiàn)(>30厘米)或電源線(xiàn)與其接地線(xiàn)進(jìn)行交叉布置。交叉的連線(xiàn)必須從上到下或從左到右的規則間隔布置。

電路連線(xiàn)長(cháng)度

長(cháng)的信號線(xiàn)也可成為接收ESD脈沖能量的天線(xiàn)，盡量使用較短信號線(xiàn)可以降低信號線(xiàn)作為接收ESD電磁場(chǎng)天線(xiàn)的效率。

盡量將互連的器件放在相鄰位置，以減少互連的印制線(xiàn)長(cháng)度。

地電荷注入

ESD對地線(xiàn)層的直接放電可能損壞敏感電路。在使用TVS二極管的同時(shí)還要使用一個(gè)或多個(gè)高頻旁路電容器，這些電容器放置在易損元件的電源和地之間。旁路電容減少了電荷注入，保持了電源與接地端口的電壓差。