PCB设计的ESD抑止准则

PCB设计的ESD抑止准则PCB 设计的 ESD 抑止准则
PCB 布线是 ESD 防护的一个关键要素，合理的 PCB 设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在 PCB 设计中，由于 采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因 ESD 放电产生的直接电荷注入，因此 PCB 设计中更重要的是克服放电电流产生的 电磁干扰(EMI)电磁场效应。本文将提供可以优化 ESD 防护的 PCB 设计准则。 电路环路 电流通过感应进入到电路环路， 这些环路是封闭的， 并具有 变化的磁通量。 电流的幅度与环的面积成正比。 较大的环路 包含有较多的磁通量， 因而在电路中感应出较强的电流。 因 此，必须减少环路面积。 最常见的环路如图 1 所示， 由电源和地线所形成。 在可能的 条件下，可以采用具有电源及接地层的多层 PCB 设计。多层电路板不仅将电源和接地间的 回路面积减到最小，而且也减小了 ESD 脉冲产生的高频 EMI 电磁场。 如果不能采用多层电路板，那么用于电源线和接地的线必须连接成如图 2 所示的网格状。网 格连接可以起到电源和接地层的作用，用过孔连接各层的印制线，在每个方向上过孔连接间 隔应该在 6 厘米内。 另外， 在布线时， 将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积， 如图 3 所示。 减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通路，见图 4。 当必须采用长于 30 厘米的信号连接线时，可以采用保护线，如图 5 所示。一个更好的办法是 在信号线附近放置地层。信号线应该距保护线或接地线层 13 毫米以内。 如图 6 所示，将每个敏感元件的长信号线(>30 厘米)或电源线与其接地线进行交叉布置。交叉 的连线必须从上到下或从左到右的规则间隔布置。 电路连线长度 长的信号线也可成为接收 ESD 脉冲能量的天线，尽量使用较短信号线可以降低信号线作为接 收 ESD 电磁场天线的效率。