1、使用新技巧 设计 PCB 时抗静电放电的方法本文由 jimoom 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。在 pcb 板的设计当中，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现 PCB 的抗 ESD 设计。通过 调整 PCB 布局布线，能够很好地防范 ESD。*尽可能使用多层 PCB，相对于双面 PCB 而言，地 平面和电源平面，以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合，使之达 到双面 PCB 的 1/10 到 1/100。对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线。来自人体、 环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会
2、造成各种损伤， 例如穿透 元器件内部薄的绝缘层；损毁 MOSFET 和 CMOS 元器件的栅极；CMOS 器件中的触发器锁死；短路 反偏的 PN 结； 短路正向偏置的 PN 结； 熔化有源器件内部的焊接线或铝线。 为了消除静电释放(ESD) 对电子设备的干扰和破坏，需要采取多种技术手段进行防范。 在 pcb 板的设计当中，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现 PCB 的抗 ESD 设计。在设 计过程中，通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。通过调整 PCB 布局布线，能够 很好地防范 ESD。以下是一些常见的防范措施。 *尽可能使用多层 PCB，相对于双面 PCB 而言，地平面和电
3、源平面，以及排列紧密的信号线地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合，使之达到双面 PCB 的 1/10 到 1/100。尽量地将每一个 信号层都紧靠一个电源层或地线层。 对于顶层和底层表面都有元器件、 具有很短连接线以及许多 填充地的高密度 PCB，可以考虑使用内层线。 *对于双面 PCB 来说，要采用紧密交织的电源和地栅格。电源线紧靠地线，在垂直和水平线 或填充区之间，要尽可能多地连接。一面的栅格尺寸小于等于 60mm，如果可能，栅格尺寸应小 于 13mm。 *确保每一个电路尽可能紧凑。 *尽可能将所有连接器都放在一边。 *如果可能，将电源线从卡的中央引入，并远离容易直接遭受 ESD 影响的区域
4、。 *在引向机箱外的连接器(容易直接被 ESD 击中)下方的所有 PCB 层上，要放置宽的机箱地或 者多边形填充地，并每隔大约 13mm 的距离用过孔将它们连接在一起。 *在卡的边缘上放置安装孔，安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。 *PCB 装配时，不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实 现 PCB 与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。 *在每一层的机箱地和电路地之间，要设置相同的“隔离区” ；如果可能，保持间隔距离为 0.64mm。 *在卡的顶层和底层靠近安装孔的位置， 每隔 100mm 沿机箱地线将机箱地和电路地用 1.27mm 宽的线
5、连接在一起。 与这些连接点的相邻处，在机箱地和电路地之间放置用于安装的焊盘或安装 孔。这些地线连接可以用刀片划开，以保持开路，或用磁珠/高频电容的跳接。*如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中，在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂 阻焊剂，这样它们可以作为 ESD 电弧的放电极。 *要以下列方式在电路周围设置一个环形地： (1)除边缘连接器以及机箱地以外，在整个外围四周放上环形地通路。 (2)确保所有层的环形地宽度大于 2.5mm。 (3)每隔 13mm 用过孔将环形地连接起来。 (4)将环形地与多层电路的公共地连接到一起。 (5)对安装在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说， 应该将环形地与
6、电路公共地连接起来。 不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地， 环形地上不能涂阻焊剂， 以便该环形地可以充 当 ESD 的放电棒， 在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个 0.5mm 宽的间隙， 这样可以避 免形成一个大的环路。信号布线离环形地的距离不能小于 0.5mm。 *在能被 ESD 直接击中的区域，每一个信号线附近都要布一条地线。 *I/O 电路要尽可能靠近对应的连接器。 *对易受 ESD 影响的电路，应该放在靠近电路中心的区域，这样其他电路可以为它们提供一 定的屏蔽作用。 *通常在接收端放置串联的电阻和磁珠，而对那些易被 ESD 击中的电缆驱动器，也可以考虑 在驱动端放置串
7、联的电阻或磁珠。 *通常在接收端放置瞬态保护器。用短而粗的线(长度小于 5 倍宽度，最好小于 3 倍宽度)连 接到机箱地。 从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器， 然后才能接电路的其他部分。 *在连接器处或者离接收电路 25mm 的范围内，要放置滤波电容。 (1)用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于 5 倍宽度，最好小于 3 倍宽度)。 (2)信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。 *要确保信号线尽可能短。*信号线的长度大于 300mm 时，一定要平行布一条地线。 *确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小。对于长信号线每隔几厘米便要调换信号 线和地线的位置来减小环
8、路面积。 *从网络的中心位置驱动信号进入多个接收电路。*确保电源和地之间的环路面积尽可能小，在靠近集成电路芯片每一个电源管脚的地方放置 一个高频电容。 *在距离每一个连接器 80mm 范围以内放置一个高频旁路电容。 *在可能的情况下，要用地填充未使用的区域，每隔 60mm 距离将所有层的填充地连接起来。 *确保在任意大的地填充区(大约大于 25mm6mm)的两个相反端点位置处要与地连接。 *电源或地平面上开口长度超过 8mm 时，要用窄的线将开口的两侧连接起来。 *复位线、中断信号线或者边沿触发信号线不能布置在靠近 PCB 边沿的地方。 *将安装孔同电路公地连接在一起，或者将它们隔离开来。 (
9、1)金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时，要采用一个零欧姆电阻实现连接。 (2)确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装，在安装孔顶层和底层上要采用大 焊盘，底层焊盘上不能采用阻焊剂，并确保底层焊盘不采用波峰焊工艺进行焊接。 *不能将受保护的信号线和不受保护的信号线并行排列。 *要特别注意复位、中断和控制信号线的布线。 (1)要采用高频滤波。 (2)远离输入和输出电路。 (3)远离电路板边缘。 *PCB 要插入机箱内，不要安装在开口位置或者内部接缝处。 *要注意磁珠下、焊盘之间和可能接触到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电性能相当好， 可能会产生意想不到的导电路径。*如果一个机箱或者主板要内装几个电路板，应该将对静电最敏感的电路板放在最中间。1
