PCB科技 - PCB板的靜電放電（ESD）設計

印刷電路板板的靜電放電（ESD）設計, Many product design engineers usually start to consider the issue of anti-static discharge (ESD) when the product enters the production process. 如果電子設備不能通過防靜電放電測試, 通常，最終解決方案必須使用昂貴的組件, 製造過程中的手動裝配, 甚至重新設計. 因此, 產品的進度必然會受到影響.

即使是有經驗的 靜電放電（ESD）設計 engineer may not know which parts of the design contribute to anti-static discharge (ESD). 大多數電子設備99%的壽命都處於充滿ESD的環境中. ESD可能不是來自人體, 傢俱, 甚至設備本身. 電子設備很少完全遭受ESD設計損壞, 但ESD干擾非常常見, 可能導致設備鎖定, 重置, 資料丟失和不可靠性. 其結果可能是電子設備在寒冷乾燥的冬天經常出現故障, 但在維修期間顯示正常, 這將不可避免地影響用戶對電子設備及其製造商的信心.

1、ESD產生機理

當帶電導體接近另一導體時，兩個導體之間會產生强大的電場，導致電場引起的擊穿。 當兩個導體之間的電壓超過它們之間空氣和絕緣介質的擊穿電壓時，將發生ESD設計電弧。 在0.7ns至10ns範圍內，ESD設計電弧電流可達到數十安培甚至超過100A。 ESD電弧產生頻率範圍為1MHz-500MHz的强磁場，該磁場感應耦合到每個相鄰的佈線回路，並在距離ESD電弧10cm的範圍內產生大於15A的電流和大於4KV的高壓。 將保持ESD電弧，直到兩個導體接觸短路或電流過低，無法維持電弧。

2. 防靜電放電 印刷電路板佈局 和佈線設計

1、儘量採用多層印刷電路板板結構，在印刷電路板板的內層佈置專用電源和接地板。 使用旁路和去耦電容器。 儘量將每個訊號層靠近電源層或接地層。 對於頂部和底部表面有元件、短連接線和許多填充接地的高密度印刷電路板，請考慮使用內部佈線。

2、確保各功能電路的佈局以及各功能電路之間的元件盡可能緊湊。 對於易受ESD影響的電路或敏感元件，應將其放置在印刷電路板板中心附近，以便其他電路可用於其。 提供一定的遮罩效果。 在ESD設計可能直接影響的區域，必須在每個訊號線附近放置接地線。

3、在ESD設計容易進入的設備的輸入/輸出介面和人手經常需要觸摸或操作的地方，如復位按鈕、通信埠、開/關按鈕、功能按鈕等，通常在接收端放置瞬變保護器、串聯電阻或磁珠。

4、為確保訊號線盡可能短，當訊號線長度大於12英寸（30cm）時，務必平行鋪設地線。

5、確保訊號線與相應回路之間的回路面積盡可能小。 對於長訊號，每隔幾釐米或幾英寸更改訊號線和地線的位置，以减少環路面積。

確保電源和接地之間的回路面積盡可能小，並在集成電路晶片（IC）的每個電源引脚附近放置一個高頻電容器。

7、在可能的情况下，用土地填充未使用的區域，並每隔<2英寸（5cm）的距離連接所有層的填充土地。

8、當電源或接地層上的開口長度超過8mm時，使用窄導線連接開口兩側。

9. 重置行, 中斷訊號線, 或邊緣觸發訊號線不能佈置在靠近 印刷電路板板.

10. 將環形接地路徑圍繞 印刷電路板 board, and make the annular ground width of all layers greater than 100mil (2.54mm) as much as possible. Connect the ring grounds of all layers with via holes every 500 mils (12.7 mm), and the signal line is more than 20 mils (0.5 mm) away from the ring ground.