PCB的靜電防護(hù)設(shè)計與措施

      由于不同的元器件抗靜電敏感度是不一樣的�Ｈ藗冊诋a(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)該考慮選取靜電敏感度等級高的器件�Ｒ话阋�(guī)定�ｌo電損傷電壓超過16KV的為靜電不敏感器件�５陀�16KV的為靜電敏感器件。在設(shè)計PCB時��應(yīng)注意電子元器件的選擇以及設(shè)計中應(yīng)采取的一些措施。元器件的靜電敏感度一般分為3級�ひ患壀　�2KV�㈧o電放電敏感元器件、二級��2KV��4KV�㈧o電放電敏感元器件、三級��4KV��16KV�㈧o電放電敏感元器件。設(shè)計中�Ｒ�考慮器件的抗靜電能力�Ｌ貏e是接口器件的抗靜電能力。如果由于器件的功能性能問題�４_實沒有更高抗靜電能力的器件時��則要對抗靜電能力差的器件采取保護(hù)措施。選擇合適的元器件后�＞鸵�考慮抗ESD設(shè)計可采取的措施�＿@里從兩個方面介紹��

1.在工藝結(jié)構(gòu)方面所采取的措施低速電子產(chǎn)品設(shè)計中�Ｍǔ２捎秒姎膺B接件、連接器、屏蔽等結(jié)構(gòu)設(shè)計提高產(chǎn)品的抗干擾性能。近年來�Ｒ蛞苿油ㄐ拧�數(shù)據(jù)通信、軟交換技術(shù)等高密度信息流數(shù)據(jù)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求所推廣采用的CPCI標(biāo)準(zhǔn)�２粌H能達(dá)到預(yù)期效果�Ｔ诳煽啃�、互換性方面大大提高、模塊化方面很成功�２⑶页杀疽泊蠓�降低了。

2.在PCB設(shè)計方面所采取的措施在PCB設(shè)計方面��對于靜電防護(hù)通常采取隔離、增強(qiáng)單板靜電免疫力和采用保護(hù)電路的方法進(jìn)行設(shè)計�Ｒ赃_(dá)到電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對靜電放電試驗的要求。2.1隔離措施靜電放電需要滿足3個條件�ぜ淳哂幸欢�量的電荷、在一定的距離內(nèi)并且存在著可放電的物體。設(shè)計PCB時�？刂埔欢ǖ姆烹娋嚯x非常重要。對于PCB上靜電敏感器件�Ｔ诓季謺r需要考慮將其布在遠(yuǎn)離干擾的地方�Ｌ貏e是遠(yuǎn)離靜電放電源。對PCB上有金屬外殼的器件要良好接地。電氣隔離也是抑制靜電放電沖擊的一種有效方法。例如采用光電耦合器、變壓器可以抑制電源部分的靜電放電�６�光纖、無線和紅外可適用于信號通路。操作面板上應(yīng)盡可能采用絕緣材料�６�且旋鈕下部表面不鍍金屬物�Ｒ部刹捎帽∧ら_關(guān)面板。若必須用金屬并且內(nèi)部電路無連接的部件外表應(yīng)涂敷絕緣層�Ｒ约訌�(qiáng)絕緣強(qiáng)度。在整機(jī)設(shè)計時�Ｕ麢C(jī)搭接工藝要好�２⒄J(rèn)真遵守CPCI規(guī)范�２豢珊唵蔚恼粘�照搬。

2.2增強(qiáng)單板靜電免疫能力的措施PCB對靜電放電除了可采取隔離�＿�可以通過合理布線的方法來增強(qiáng)產(chǎn)品的靜電抗干擾能力�＞唧w可參考CPCI規(guī)范實施。在PCB上設(shè)置大面積的地層、電源層平面��對于信號線一定要緊靠電源平面層或地平面層�Ｒ员ＷC信號回流通路的最短、最優(yōu)�Ｐ盘柇h(huán)路最小。大規(guī)模集成電路�Ｃ總�去耦電容應(yīng)并接一充放電電容。該電容選擇10uF的鉭電容或聚碳酸酯電容。時鐘線和敏感信號線一定要采用電源、地層平面進(jìn)行屏蔽處理。由于瞬態(tài)靜電電流產(chǎn)生的磁場非常敏感�Ｋ�以PCB所有回路面積應(yīng)盡可能小。與后背板相連的插座需要用多排插針接地��內(nèi)部電路同樣應(yīng)離開接插件金屬殼體6��8mm以上。印制板在靠近接插件部位�Ｄ�擬、數(shù)字、功率、繼電器、低電電路、負(fù)電源的接地面等要采用多點相連�１苊怆娫雌矫�、地平面的"孤島"效應(yīng)。對干擾源�８哳l電路和靜電敏感電路��應(yīng)實現(xiàn)局部屏蔽或單板整體屏蔽。在電源和地的附近應(yīng)加不同頻率的濾波電容。集成電路的電源和地之間應(yīng)加去耦電容��對于多引腳的電源和地可采用多個去耦電容。選擇合適的電容和電阻會提高信號線抗靜電的能力�＿x擇不合適阻容值會引起信號失真�Ｏ拗仆ㄓ嶋娎|的長度和通訊速率�？捎绊懙叫盘柧�的傳輸質(zhì)量和特性阻抗。應(yīng)對電源進(jìn)線和信號進(jìn)線用濾波器濾波�Ｔ陔娫春偷刂�間用高頻電容器去耦�ル娫摧斎攵丝捎肔C網(wǎng)絡(luò)濾波��對射頻組件的向外引線應(yīng)用穿心電容器濾波或采用帶濾波器的接插件進(jìn)行濾波。對于動態(tài)RAM器件�Ｈヱ铍娙莸娜萘繎�(yīng)該較大。

2.3 保護(hù)電路的措施在一些接口電路上�Ｒ驗榻涌陔娐沸枰�與外部進(jìn)行連接�？梢圆捎霉怆婑詈掀骰蚋綦x變壓器、光纖、無線和紅外線方式隔離。在設(shè)計PCB時��廣泛使用的是靜電抑制器（ESD)��。ESD可用于防過電壓、抗干擾�Ｎ�收浪涌功率等,是一種理想的保護(hù)器件。這種器件的防護(hù)對接口電路部分的過壓非常有效�５�仍存在一些缺點�ぴ黾与娐钒迕娣e�ピ黾有盘柧�的等效電容。對于內(nèi)部集成了靜電放電防護(hù)功能的串行接口的器件�ｋ娐钒迕娣e節(jié)省�Ｐ詢r比提高并且不會引入等效電容。設(shè)計中��對于解決ESD問題要從系統(tǒng)的角度考慮�Ｋ�有電磁兼容設(shè)計的技術(shù)措施對于靜電的防護(hù)都是有好處。