PCB设计抗静电放电方法
在PCB板的设计中,PCB的抗ESD设计可以通过层级化、适当的布局布线以及安装来实现。PCB通过调整布局布线,能够良好地防止ESD。*尽量使用多层PCB,对双面PCB,接地面和电源面,以及紧密排列的信号线?接地线间隔为双面PCB的1/10?可以降低共模阻抗和感性耦合,以达到1/100。在最上层和下层表面有元装置,具有短的连接线。
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,例如穿过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板的设计中,PCB的抗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时,对于双面PCB,接地面和电源面以及紧密排列的信号线-接地线间隔可以降低共模阻抗和感性耦合,以达到双面PCB的1/10~1/10/10。各信号层尽量接近一个电源层或接地层。在最上层和下层两个表面都有元装置,在具有短连接线和多个填充地的高密度PCB下,可以考虑使用内层线。
*在双面PCB中,电源和接地网格紧密交错。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。
*确认各电路尽可能紧凑。
*尽可能将所有连接器放置在一侧。
*可能时,从卡的中央导入电源线,离开直接容易受到ESD影响的区域。
*在底盘外侧的连接器ESD下方的所有PCB层上配置宽底盘或多边形的填充物,每隔约13mm的距离开孔连接。
*在卡片边缘设置安装孔,安装孔的周围用无焊接电阻的顶层和底部的垫连接底盘的地板。
*PCB组装时,请勿在顶部或底部的垫上涂抹焊料。PCB使用具有插入垫圈的螺丝,实现与金属底盘/屏蔽层或接地面上的支架的密切接触。
*在各层底盘和电路之间设置相同的ldquo。隔离区rdquo;可能的话,间隔距离维持0.64mm。
*在卡片上部和下部安装孔附近的位置,每100mm沿着底盘的接地线,使用1.27mm宽的线连接底盘和电路。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。
*电路板不能装入金属制底盘或屏蔽装置时,不能在电路基板的最上部及下部底盘的接地上涂抹溶剂。这样,ESD可以作为电弧放电极使用。
*电路周围设置环时,如下所示。
(1)除边缘连接器及机壳外,在整周设置环状通道。
(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,并且至少在环状(所有层)上的位置处布置0.5mm宽的间隙。信号线与环形地的距离不得小于0.5mm。
在*ESD可直接攻击的区域,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。
容易受到*ESD影响的电路应该位于接近电路中心的区域,其他电路可以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,在容易击中ESD的电缆驱动器中,也可以考虑在驱动侧配置串联的电阻或珠。
*通常在接收侧配置过渡保护器。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的范围内设置滤波器容量。
(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。
*请尽量缩短信号线。
*信号线的长度大于300mm时,必须平行配置1根地线。
*尽量减小信号线与相应电路之间的环面积。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。
*尽量减小电源和接地之间的环面积,集成电路在靠近芯片各电源销的地方配置高频电容。
*在距离各连接器80mm的范围内设置高频旁路容量。
*可能时,将未使用区域填充在地基上,以60mm间隔连接全层填充地。
*确认在任意较大填充区域(大于约25mmtimes;6mm的两个相反端点位置与接地连接。
*电源或地板开口长度超过8mm时,用窄线连接开口两侧。
*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分离。
(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。
*受保护的信号线和未受保护的信号线不能并列排列。
*请特别注意复位、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要插入柜内,请不要安装在开口部或内部的缝隙上。
*请注意串珠下方、垫间及可能接触串珠的信号线的接线。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。
*底盘或母板上内置几个电路板时,将最敏感静电的电路板放在中间。