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如何在PCB設計中增強防靜電ESD功能？

發(fā)布時(shí)間：2015-08-03 責任編輯：sherry

【導讀】在PCB設計中，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。
　
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?！?/div>
　
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?！?/div>
　
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?！　?/div>
 
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?！　?/div>
 
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?！　?/div>
 
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?！?/div>
　
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?！　?/div>
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?！　?/div>
 
(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?！?/div>
　
(5) 對安裝在金屬機箱或者屏蔽裝置里的雙面板來(lái)說(shuō)，應該將環(huán)形地與電路公共地連接起來(lái)。不屏蔽的雙面電路則應該將環(huán)形地連接到機箱地，環(huán)形地上不能涂阻焊劑，以便該環(huán)形地可以充當ESD的放電棒，在環(huán)形地(所有層)上的某個(gè)位置處至少放置一個(gè)0.5mm寬的間隙，這樣可以避免形成一個(gè)大的環(huán)路。信號布線(xiàn)離環(huán)形地的距離不能小于0.5mm。
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