在PCB板的設計當中抗ESD的方法與分析

　　來(lái)自人體、環(huán)境甚至電子設備內部的靜電對于精密的半導體芯片會(huì )造成各種損傷,例如穿透元器件內部薄的絕緣層;損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極;CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死;短路反偏的PN結;短路正向偏置的PN結;熔化有源器件內部的焊接線(xiàn)或鋁線(xiàn)。為了消除靜電釋放(ESD)對電子設備的干擾和破壞,需要采取多種技術(shù)手段進(jìn)行防范。

　　在PCB板的設計當中,可以通過(guò)分層、恰當的布局布線(xiàn)和安裝實(shí)現PCB的抗ESD設計。在設計過(guò)程中,通過(guò)預測可以將絕大多數設計修改僅限于增減元器件。通過(guò)調整PCB布局布線(xiàn),能夠很好地防范ESD。以下是一些常見(jiàn)的防范措施。

　　*盡可能使用多層PCB,相對于雙面PCB而言,地平面和電源平面,以及排列緊密的信號線(xiàn)-地線(xiàn)間距能夠減小共模阻抗和感性耦合,使之達到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個(gè)信號層都緊靠一個(gè)電源層或地線(xiàn)層。對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線(xiàn)以及許多填充地的高密度PCB,可以考慮使用內層線(xiàn)。

　　*對于雙面PCB來(lái)說(shuō),要采用緊密交織的電源和地柵格。電源線(xiàn)緊靠地線(xiàn),在垂直和水平線(xiàn)或填充區之間,要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm,如果可能,柵格尺寸應小于13mm。

　　*確保每一個(gè)電路盡可能緊湊。

　　*盡可能將所有連接器都放在一邊。

　　*如果可能,將電源線(xiàn)從卡的中央引入,并遠離容易直接遭受ESD影響的區域。

　　*在引向機箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上,要放置寬的機箱地或者多邊形填充地,并每隔大約13mm的距離用過(guò)孔將它們連接在一起。

　　*在卡的邊緣上放置安裝孔,安裝孔周?chē)脽o(wú)阻焊劑的頂層和底層焊盤(pán)連接到機箱地上。

　　*PCB裝配時(shí),不要在頂層或者底層的焊盤(pán)上涂覆任何焊料。使用具有內嵌墊圈的螺釘來(lái)實(shí)現PCB與金屬機箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。

　　*在每一層的機箱地和電路地之間,要設置相同的“隔離區”;如果可能,保持間隔距離為0.64mm。

　　*在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置,每隔100mm沿機箱地線(xiàn)將機箱地和電路地用1.27mm寬的線(xiàn)連接在一起。與這些連接點(diǎn)的相鄰處,在機箱地和電路地之間放置用于安裝的焊盤(pán)或安裝孔。這些地線(xiàn)連接可以用刀片劃開(kāi),以保持開(kāi)路,或用磁珠/高頻電容的跳接。

　　*如果電路板不會(huì )放入金屬機箱或者屏蔽裝置中,在電路板的頂層和底層機箱地線(xiàn)上不能涂阻焊劑,這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。

　　*要以下列方式在電路周?chē)O置一個(gè)環(huán)形地：

　　(1)除邊緣連接器以及機箱地以外,在整個(gè)外圍四周放上環(huán)形地通路。

　　(2)確保所有層的環(huán)形地寬度大于2.5mm。

　　(3)每隔13mm用過(guò)孔將環(huán)形地連接起來(lái)。

　　(4)將環(huán)形地與多層電路的公共地連接到一起。