来自人体、环境、甚至电子设备内部的静电会对精密半导体芯片造成各种损伤,例如贯穿元件内部的薄绝缘层。MOSFET及CMOS破坏超装置的栅极。CMOS设备内的触发器被锁定。短路反向偏压pN连接;短路正向偏置pN连接;有源器件熔化内部的焊接线或铝线。为了消除静电发射ESD对电子设备的干扰和破坏,需要使用各种技术手段来防止。
在PCB设计中,PCB的耐ESD设计可以通过层级化、适当的布局布线以及安装来实现。在设计过程中,大多数设计改变通过预测限于增减元设备。PCB通过调整布局布线,能够良好地防止ESD。以下是一般的防盗措施。
尽可能使用多层PCB,使信号线与双面PCB紧密地排列接地面和电源面?接地线间隔为2面PCB的1/10?可降低共模阻抗和感应耦合以达到1/100。各信号层尽量接近一个电源层或接地层。在最上层和下层表面都有元装置,具有短的连接线,在具有多个填充地的高密度PCB下,考虑使用内层线。
对于双面PCB,使用紧密交织的电源和接地网格。电源线接近地线,垂直线和水平线或填充区域之间尽量多连接。1面的网格尺寸在60mm以下,如果可能,则网格尺寸应小于13mm。
保证各电路尽可能紧凑。
尽可能将所有连接器放置在一侧。
如果可能,则从卡的中央导入电源代码,远离直接容易受到ESD影响的区域。
在面向底盘外侧的连接器ESD下方的所有PCB层上,用宽底盘或多边形填充,每隔约13mm的距离开一个孔连接。
在卡的边缘设置安装孔,在安装孔的周围用无电阻焊接剂的顶部和底部垫连接底盘的地板。
PCB组装时,请勿在顶部或底部的垫上涂抹焊料。PCB使用具有镶嵌垫圈的螺丝,实现与金属底盘/屏蔽层或接地面上的支架的密切接触。
在各层的底盘和电路之间设定相同的ldquo。隔离区rdquo;可能的话,间隔距离维持0.64mm。
卡片的最上层和底部接近安装孔的位置,每100mm沿着底盘地线,使用1.27mm宽的线连接底盘地线和电路地线。与这些连接点相邻,将安装用的衬垫或安装孔配置在底盘和电路之间。这些地线连接可以用刀片断开以保持开路,或者可以通过磁珠/高频电容的跳跃来连接。
在电路基板不能放入金属制底盘或屏蔽装置的情况下,不能在电路基板的最上部及下部底盘的接地上涂抹Soldrengist,由此可以作为ESD电弧的放电极使用。
为了在电路的周围设置环,如下所示。
(1)除边缘连接器及机壳外,在XXX周围设置环状通道。
(2)确保全层的环形宽度大于2.5mm。
(3)每隔13mm开一个孔,连接成环状。
(4)循环地连接到多层电路。
(5)安装在金属底盘或屏蔽装置上的双面板应当与电路环状地共同连接。未屏蔽的双面电路应当被环形地连接到机箱,以避免形成大的环状,该机箱在ESD的放电棒中起作用,并且至少0.5mm的宽度的间隙被布置在环状(所有层)上的位置上。信号线与环形地的距离不得小于0.5mm。
在可直接攻击的区域中,在各信号线附近配置地线。
I/O电路尽量接近对应的连接器。
易受影响的电路应位于接近电路中心的区域,其他电路可向其提供一定的屏蔽作用。
通常,在接收侧配置串联的电阻和珠,对于容易击中ESD的电缆驱动器,也可以考虑在驱动侧配置串联的电阻或珠。
瞬态保护器通常位于接收侧。用短而粗的线(长度不满5倍,最好不满3倍)连接底盘。从连接器发出的信号线和地线直接连接到电路的其他部分。
在距离连接器或接收电路25mm的范围内配置滤波器容量。
(1)用较短且粗的线连接底盘或接收电路(长度小于5倍,优选小于3倍宽)。
(2)信号线和地线先连接到容量后连接到接收电路。
尽量缩短信号线。
信号线的长度大于300mm时,请务必平行接线1条接地线。
信号线和相应电路之间的环路面积尽量减小。对于长信号线,信号线和地线的位置每隔几厘米就改变,从而缩小环面积。
驱动信号从网络的中心位置进入多个接收电路。
尽量确保电源和接地之间的环面积较小,集成电路将高频电容放置在靠近芯片的各个电源销的地方。
在距离各连接器80mm的范围内配置一个高频旁路容量。
可能时,在用地上填充未使用区域,以60mm间隔连接全层的填充地。
保证在任何大接地填充区域(大于约25mmtimes;6mm的两个相反的端点位置连接到接地。
电源或地板上的开口长度超过8mm时,开口两侧用窄线连接。
复位线、中断信号线或边缘触发信号线不能配置在PCB靠近边缘的地方。
将安装孔与电路共同连接或隔离。
(1)金属支架必须与金属盾构或机壳一起使用时,用零欧姆电阻连接。
(2)确定安装孔的大小,实现金属或塑料支架的可靠安装,安装孔的顶层和底层采用大的焊接盘,底层焊接盘不能采用焊接防止剂,确保底层焊接盘不采用峰值焊接技术。
不能并行排列受保护的信号线和不受保护的信号线。
特别注意复位、中断、控制信号线的配线。
(1)采用高频滤波。
(2)远离输入输出电路。
(3)离开电路板的边缘。
PCB要插入外壳,请不要安装在开口部或内部的接缝上。
注意串珠下、垫间以及可能接触串珠的信号线的布线。磁珠中也有导电性相当好的,有可能产生意料之外的导电路径。
在底盘或母板上内置几个电路板时,必须将对静电最敏感的电路板放在中间。