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淺談PCB的ESD防護

發布時間: 2020/11/11 9:55:37

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  PCB布線是ESD防護的一個關鍵要素,合理的鸭脖网:PCB设计可以減少故障檢查及返工所帶來的不必要成本。在鸭脖网:PCB设计中,由于采用了瞬态電壓抑止器(TVS)二極管來抑止因ESD放電産生的直接電荷注入,因此鸭脖网:PCB设计中更重要的是克服放電電流産生的電磁幹擾(EMI)電磁場效應。本文将提供可以優化ESD防護的鸭脖网:PCB设计準則。


  1、電路環路


  電流通過感應進入到電路環路,這些環路是封閉的,并具有變化的磁通量。電流的幅度與環的面積成正比。較大的環路包含有較多的磁通量,因而在電路中感應出較強的電流。因此,必須減少環路面積。


  最常見的環路由電源和地線所形成。在可能的條件下,可以采用具有電源及接地層的多層鸭脖网:PCB设计。多層電路闆不僅将電源和接地間的回路面積減到最小,而且也減小了ESD脈沖産生的高頻EMI電磁場。


  如果不能采用多層電路闆,那麼用于電源線和接地的線必須連接成網格狀。網格連接可以起到電源和接地層的作用,用過孔連接各層的印制線,在每個方向上過孔連接間隔應該在6厘米内。另外,在布線時,将電源和接地印制線盡可能靠近也可以降低環路面積。


  減少環路面積及感應電流的另一個方法是減小互連器件間的平行通路。


  當必須采用長于30厘米的信号連接線時,可以采用保護線。一個更好的辦法是在信号線附近放置地層。信号線應該距保護線或接地線層13毫米以内。


  将每個敏感元件的長信号線(>30厘米)或電源線與其接地線進行交叉布置。交叉的連線必須從上到下或從左到右的規則間隔布置。


  2、電路連線長度


  長的信号線也可成為接收ESD脈沖能量的天線,盡量使用較短信号線可以降低信号線作為接收ESD電磁場天線的效率。


  盡量将互連的器件放在相鄰位置,以減少互連的印制線長度。


  3、地電荷注入


  ESD對地線層的直接放電可能損壞敏感電路。在使用TVS二極管的同時還要使用一個或多個高頻旁路電容器,這些電容器放置在易損元件的電源和地之間。旁路電容減少了電荷注入,保持了電源與接地端口的電壓差。


  TVS使感應電流分流,保持TVS鉗位電壓的電位差。TVS及電容器應放在距被保護的IC盡可能近的位置,要确保TVS到地通路以及電容器管腳長度為最短,以減少寄生電感效應。


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