在PCB板的规划傍边抗ESD的办法及技巧
来自人体、环境乃至电子设备内部的静电关于精细的半导体芯片会构成各种损害,例如穿透元器材内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器材的栅极;CMOS器材中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器材内部的焊接线或铝线。为了消除静电开释(ESD)对电子设备的搅扰和损坏,需求采纳多种技术手段进行防备。
在PCB板的规划傍边,能够经过分层、恰当的布局布线和设备完成PCB的抗ESD规划。在规划过程中,经过猜测能够将绝大多数规划修正仅限于增减元器材。经过调整PCB布局布线,能够很好地防备ESD。以下是一些常见的防备措施。
*尽或许运用多层PCB,相关于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及摆放严密的信号线-地线间隔能够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材、具有很短衔接线以及许多填充地的高密度PCB,能够考虑运用内层线。
*关于双面PCB来说,要选用严密交错的电源和地栅格。电源线紧靠地线,在笔直和水平线或填充区之间,要尽或许多地衔接。一面的栅格尺度小于等于60mm,假如或许,栅格尺度应小于13mm。
*保证每一个电路尽或许紧凑。
*尽或许将一切衔接器都放在一边。
*假如或许,将电源线从卡的中心引进,并远离简单直接遭受ESD影响的区域。
*在引向机箱外的衔接器(简单直接被ESD击中)下方的一切PCB层上,要放置宽的机箱地或许多边形填充地,并每隔大约13mm的间隔用过孔将它们衔接在一同。
*在卡的边际上放置设备孔,设备孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘衔接到机箱地上。
*PCB设备时,不要在顶层或许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/屏蔽层或接地面上支架的严密触摸。
*在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“阻隔区”;假如或许,坚持间隔间隔为0.64mm。
*在卡的顶层和底层接近设备孔的方位,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设备的焊盘或设备孔。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许屏蔽设备中,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。
*要以下列方法在电路周围设置一个环形地：
(1)除边际衔接器以及机箱地以外,在整个外围四周放上环形地通路。
(2)保证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)对设备在金属机箱或许屏蔽设备里的双面板来说,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)上的某个方位处至少放置一个0.5mm宽的空隙,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。
*在能被ESD直接击中的区域,每一个信号线邻近都要布一条地线。
*I/O电路要尽或许接近对应的衔接器。
*对易受ESD影响的电路,应该放在接近电路中心的区域,这样其他电路能够为它们供给必定的屏蔽效果。
*通常在接纳端放置串联的电阻和磁珠,而对那些易被ESD击中的电缆驱动器,也能够考虑在驱动端放置串联的电阻或磁珠。
*通常在接纳端放置瞬态维护器。用短而粗的线(长度小于5倍宽度,最好小于3倍宽度)衔接到机箱地。从衔接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态维护器,然后才干接电路的其他部分。
*在衔接器处或许离接纳电路25mm的规模内,要放置滤波电容。
(1)用短而粗的线衔接到机箱地或许接纳电路地(长度小于5倍宽度,最好小于3倍宽度)。
(2)信号线和地线先衔接到电容再衔接到接纳电路。
*要保证信号线尽或许短。
*信号线的长度大于300mm时,必定要平行布一条地线。
*保证信号线和相应回路之间的环路面积尽或许小。关于长信号线每隔几厘米便要互换信号线和地线的方位来减小环路面积。
*从网络的中心方位驱动信号进入多个接纳电路。
*保证电源和地之间的环路面积尽或许小,在接近集成电路芯片每一个电源管脚的当地放置一个高频电容。
*在间隔每一个衔接器80mm规模以内放置一个高频旁路电容。
*在或许的情况下,要用地填充未运用的区域,每隔60mm间隔将一切层的填充地衔接起来。
*保证在恣意大的地填充区(大约大于25mm×6mm)的两个相反端点方位处要与地衔接。
*电源或地平面上开口长度超越8mm时,要用窄的线将开口的两边衔接起来。
*复位线、中止信号线或许边际触发信号线不能安置在接近PCB边际的当地。
*将设备孔同电路公地衔接在一同,或许将它们阻隔开来。
(1)金属支架有必要和金属屏蔽设备或许机箱一同运用时,要选用一个零欧姆电阻完成衔接。
(2)确认设备孔巨细来完成金属或许塑料支架的牢靠设备,在设备孔顶层和底层上要选用大焊盘,底层焊盘上不能选用阻焊剂,并保证底层焊盘不选用波峰焊工艺进行焊接。
*不能将受维护的信号线和不受维护的信号线并行摆放。
*要特别注意复位、中止和操控信号线的布线。
(1)要选用高频滤波。
(2)远离输入和输出电路。
(3)远离电路板边际。
*PCB要刺进机箱内,不要设备在开口方位或许内部接缝处。
*要注意磁珠下、焊盘之间和或许触摸到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电功能相当好,或许会发生意想不到的导电途径。
*假如一个机箱或许主板要内装几个电路板,应该将对静电最灵敏的电路板放在最中心
