PCB設(shè)計的ESD抑止原則

PCB 佈線是ESD 防護(hù)的一個關(guān)鍵要素，合理的PCB 設(shè)計可以減少故障檢查及返工所帶來的不必要成本。在PCB 設(shè)計中，由於採用了瞬態(tài)電壓抑止器(TVS)二極體來抑止因ESD 放電產(chǎn)生的直接電荷注入，因此PCB 設(shè)計中更重要的是克服放電電流產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)電磁場效應(yīng)。本文將提供可以優(yōu)化ESD 防護(hù)的PCB 設(shè)計準(zhǔn)則。
電路環(huán)路
電流通過感應(yīng)進(jìn)入到電路環(huán)路，這些環(huán)路是封閉的，並具有變化的磁通量。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(yīng)出較強的電流。因此，必須減少環(huán)路面積。
最常見的環(huán)路如圖1 所示，由電源和地線所形成。在可能的條件下，可以採用具有電源及接地層的多層PCB設(shè)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 脈衝產(chǎn)生的高頻EMI 電磁場。如果不能採用多層電路板，那麼用於電源線和接地的線必須連接成如圖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，用過孔連接各層的印製線，在每個方向上過孔連接間隔應(yīng)該在6 釐米內(nèi)。另外，在佈線時，將電源和接地印製線盡可能靠近也可以降低環(huán)路面積，如圖3 所示。
減少環(huán)路面積及感應(yīng)電流的另一個方法是減小互連器件間的平行通路，見圖4。
當(dāng)必須採用長於30 釐米的信號連接線時，可以採用保護(hù)線，如圖5 所示。一個更好的辦法是在信號線附近放置地層。信號線應(yīng)該距保護(hù)線或接地線層13 毫米以內(nèi)。
如圖6 所示，將每個敏感元件的長信號線(>30 釐米)或電源線與其接地線進(jìn)行交叉佈置。交叉的連線必須從上到下或從左到右的規(guī)則間隔佈置。