C22.确保接合点和垫圈的宽度大于5mm。
保护电源
电子设备内部的电源分配系统是遭受ESD电弧感性耦合的主要对象。下面的步骤将有助于电源分配系统防范ESD。
D1.将电源线和相应的回路线紧密绞合在一起。
D2.在每一根电源线进入电子设备的地方放一个磁珠。
D3.在每一个电源管脚和紧靠电子设备机箱地之间放一个瞬流抑制器、金属氧化压敏电阻(MOV)或者1kV高频电容。
D4. 最好在PCB上布置专门的电源和地平面,或者紧密的电源和地栅格,并采用大量旁路和去耦电容。
抗ESD的布局布线设计
藉由PCB的分层设计、恰当的布局布线和黏着以及上述ESD防范方法可以实现PCB的抗ESD设计。要达到期望的抗ESD能力,通常要藉由几个测试-解决问题-重新测试这样的周期,每一个周期都可能至少影响到一块PCB的设计。在PCB设计过程中,藉由预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减零组件。
要调整PCB布局布线,使之具有最强的ESD防范性能。
E1.尽可能使用多层PCB:
- 相对于双面PCB而言,地平面和电源平面以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之达到双面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。
- 对于顶层和底层表面都有零组件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。大多数的信号线以及电源和地平面都在内层上,因而类似于具备屏蔽功能的法拉第盒。
E2.对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。
- 电源线紧靠地线。
- 在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。
- 一面的栅格尺寸小于等于60mm。
- 如果可能,栅格尺寸应小于13mm(0.5英寸)。
E3.确保每一个电路尽可能紧凑。
E4.尽可能将所有连接器都放在一边。
E5.如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。
E6.在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。
E7.在卡的边缘上放置黏着孔,黏着孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。
E8. PCB装配时,不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。
E9.在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的‘隔离区’;如果可能,保持间隔距离为0.64mm(0.025英寸)。
E10.在卡的顶层和底层靠近黏着孔的位置,每隔100mm(4.0英寸)沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽(0.050英寸)的线连接在一起。与这些连接点的相邻处,在机箱地和电路地之间放置用于黏着的焊盘或黏着孔。这些地线连接可以用刀片划开,以保持开路;或用磁珠/高频电容的跳接,以改变ESD测试时的接地机制。
E11.如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中,在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂,这样它们可以作为ESD电弧的放电棒。
E12.要以下列方式在电路周围设置一个环形地:
- 除边缘连接器以及机箱地以外,在整个周边四周放上环形地通路。
- 确保所有层的环形地宽度大于2.5mm (0.1英寸)。
- 每隔13mm(0.5英寸)用过孔将环形地连接起来。
- 将环形地与多层电路的公共地连接到一起。
- 对黏着在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说,应该将环形地与电路公共地连接起来。
- 不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地,环形地上不能涂阻焊剂,以便该环形地可以充当ESD的放电棒,在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽(0.020英寸)的间隙,这样可以避免形成一个大的环路。
- 信号布线离环形地的距离不能小于0.5mm。
E13.在能被ESD直接击中的区域,每一个信号线附近都要布一条地线。
E14.I/O电路要尽可能靠近对应的连接器。