PCB布局布線(xiàn)的抗ESD設(shè)計(jì)方案

在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過(guò)分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€(xiàn)和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過(guò)調(diào)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(shè)備內(nèi)部的靜電對(duì)于精密的半導(dǎo)體芯片會(huì)造成各種損傷， 例如穿透元器件內(nèi)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(jié)；短路正向偏置的 PN 結(jié)；熔化有源器件內(nèi)部的焊接線(xiàn)或鋁線(xiàn)。為了消除靜電釋放(ESD)對(duì)電子設(shè)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(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過(guò)分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€(xiàn)和安裝實(shí)現(xiàn) PCB 的抗 ESD 設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過(guò)調(diào)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(duì)于雙面 PCB 而言，地平面和電源平面，以及排列緊密的信號(hào)線(xiàn)-地線(xiàn)間距能夠減小共模阻抗和感性耦合，使之達(dá)到雙面 PCB 的 1/10 到 1/100。盡量地將每一個(gè)信號(hào)層都緊靠一個(gè)電源層或地線(xiàn)層。 對(duì)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(nèi)層線(xiàn)。

對(duì)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(qū)之間，要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等60mm，如果可能，柵格尺寸應(yīng)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(yuǎn)離容易直接遭受 ESD 影響的區(qū)域。

在引向機(jī)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(jī)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(jī)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(nèi)嵌墊圈的螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn) PCB 與金屬機(jī)箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。

在每一層的機(jī)箱地和電路地之間，要設(shè)置相同的“隔離區(qū)”；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(jī)箱地線(xiàn)將機(jī)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(jī)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(jī)箱或者屏蔽裝置中， 在電路板的頂層和底層機(jī)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(shè)置一個(gè)環(huán)形地：

(1)除邊緣連接器以及機(jī)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。

(5)對(duì)安裝在金屬機(jī)箱或者屏蔽裝置里的雙面板來(lái)說(shuō)，應(yīng)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(yīng)該將環(huán)形地連接到機(jī)箱地， 環(huán)形地上不能涂阻焊劑， 以便該環(huán)形地可以充當(dāng) 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(hào)布線(xiàn)離環(huán)形地的距離不能小于 0.5mm。