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PCB的设计方法和抗ESD设计规则

资料介绍
PCB的设计方法和抗ESD设计规则
电子设备中电路板布局、布线和安装的抗ESD设计规则
在电子产品设计中必须遵循抗静电释放的设计规则,本文介绍静电释放(ESD)产生的原理,
以及机箱、屏蔽层、接地、布线设计等诸多设计规则,它们有助于预防并解决静电释放产生
的危害,值得中国电子设备设计工程师认真研究和学习。

许多产品设计工程师通常在产品进入到生产环节时才着手考虑抗静电释放(ESD)的问题。如
果电子设备不能通过抗静电释放测试,他们就会加班加点找寻不破坏原有设计的解决方案。
然而,最终的方案通常都要采用昂贵的元器件,还要在制造过程中采用手工装配,甚至需要
重新设计,因此,产品的进度势必受到影响。

即使对经验丰富的工程师和设计工程师,也可能并不知道设计中的哪些部分有利于抗 ESD。
大多数电子设备在生命期内 99%的时间都处于一个充满 ESD 的环境之中,ESD 可能来自人体、
家具、甚至设备自身内部。电子设备完全遭受 ESD 损毁比较少见,然而 ESD 干扰却很常见,
它会导致设备锁死、复位、数据丢失和不可靠。其结果可能是:在寒冷干燥的冬季电子设备
经常出现故障现象,但是维修时又显示正常,这样势必影响用户对电子设备及其制造商的信
心。

ESD 产生的机理

要防止 ESD,首先必须知道 ESD 是什么以及 ESD 进入电子设备的过程。一个充电的导体接近
另一个导体时,就有可能发生 ESD。首先,两个导体之间会建立一个很强的电场,产生由电
场引起的击穿。两个导体之间的电压超过它们之间空气和绝缘介质的击穿电压时,就会产生
电弧。在 0.7ns 到 10ns 的时间里,电弧电流会达到几十安培,有时甚至会超过 100 安培。
电弧将一直维持直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧为止。

ESD 的产生取决于物体的起始电压、电阻、电感和寄生电容:

1. 可能产生电弧的实例有人体、带电器件和机器。……
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