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在PCB设计过程中怎样增强防静电ESD功能

时间:2017/4/7 11:33:15

在PCB设计中,能够经过分层、恰当的规划布线和装置完成PCB的抗ESD设计。在设计过程中,经过预测能够将绝大多数设计修正仅限于增减元器件。经过调整PCB规划布线,可以很好地防备ESD。

来自人体、环境以至电子设备内部的静电关于精细的半导体芯片会形成各种损伤,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;凝结有源器件内部的焊接线或铝线。为了消弭静电释放(ESD)对电子设备的干扰和毁坏,需求采取多种技术手腕停止防备。

  在PCB板的设计当中,能够经过分层、恰当的规划布线和装置完成PCB的抗ESD设计。在设计过程中,经过预测能够将绝大多数设计修正仅限于增减元器件。经过调整PCB规划布线,可以很好地防备ESD。以下是一些常见的防备措施。
  尽可能运用多层PCB,相关于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列严密的信号线-地线间距可以减小共模阻抗和理性耦合,使之到达双面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。关于顶层和底层外表都有元器件、具有很短衔接线以及许多填充地的高密度PCB,能够思索运用内层线。

  关于双面PCB来说,要采用严密交错的电源和地栅格。电源线紧靠地线,在垂直和程度线或填充区之间,要尽可能多地衔接。一面的栅格尺寸小于等于60mm,假如可能,栅格尺寸应小于13mm。
  确保每一个电路尽可能紧凑。
  尽可能将一切衔接器都放在一边。
  假如可能,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。
  在引向机箱外的衔接器(容易直接被ESD击中)下方的一切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的间隔用过孔将它们衔接在一同。

  在卡的边缘上放置装置孔,装置孔四周用无阻焊剂的顶层和底层焊盘衔接到机箱地上。
  PCB装配时,不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。运用具有内嵌垫圈的螺钉来完成PCB与金属机箱/屏蔽层或接空中上支架的严密接触。

  在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“隔离区”;假如可能,坚持距离间隔为0.64mm。

  在卡的顶层和底层靠近装置孔的位置,每隔100mm沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽的线衔接在一同。与这些衔接点的相邻处,在机箱地和电路地之间放置用于装置的焊盘或装置孔。这些地线衔接能够用刀片划开,以坚持开路,或用磁珠/高频电容的跳接。

  假如电路板不会放入金属机箱或者屏蔽安装中,在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂,这样它们能够作为ESD电弧的放电极。

  要以下列方式在电路四周设置一个环形地:
  (1)除边缘衔接器以及机箱地以外,在整个外围周围放上环形地通路。
  (2)确保一切层的环形地宽度大于2.5mm。
  (3)每隔13mm用过孔将环形地衔接起来。
  (4)将环形地与多层电路的公共地衔接到一同。
  (5) 对装置在金属机箱或者屏蔽安装里的双面板来说,应该将环形地与电路公共地衔接起来。不屏蔽的双面电路则应该将环形地衔接到机箱地,环形地上不能涂阻焊剂,以便该环形地能够充任ESD的放电棒,在环形地(一切层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽的间隙,这样能够防止构成一个大的环路。信号布线离环形地的间隔不能小于0.5mm。
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