合理的PCB布線準則 ESD防護總結

　　在PCB設計中，由于采用了瞬態(tài)電壓抑止器二極管來抑止因ESD放電產生的直接電荷注入，因此PCB設計中更重要的是克服放電電流產生的電磁干擾，本文主要講解可以優(yōu)化ESD防護的PCB設計準則。

　　電路環(huán)路

　　電流通過感應進入到電路環(huán)路，這些環(huán)路是封閉的，并具有變化的磁通量。電流的幅度與環(huán)的面積成正比。較大的環(huán)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(huán)路面積。

圖1：最常見的環(huán)路電路

　　最常見的環(huán)路如圖1所示，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PCB設計。多層電路板不僅將電源和接地間的回路面積減到最小，而且也減小了ESD脈沖產生的高頻EMI電磁場。

圖2：電源線和接地線連接圖

　　如果不能采用多層電路板，那么用于電源線和接地的線必須連接成如圖2所示的網格狀。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厘米內。另外，在布線時，將電源和接地印制線盡可能靠近也可以降低環(huán)路面積，如圖3所示。

圖3：將電源和接地印制線盡可能靠近也可以降低環(huán)路面積　　減少環(huán)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，見圖4。

圖 4：減小互連器件間的平行通路

　　當必須采用長于30厘米的信號連接線時，可以采用保護線，如圖5所示。一個更好的辦法是在信號線附近放置地層。信號線應該距保護線或接地線層13毫米以內。

圖5：當必須采用長于30厘米的信號連接線時，可以采用保護線

　　如圖6所示，將每個敏感元件的長信號線(>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(guī)則間隔布置。

圖6：將每個敏感元件的長信號線(>30厘米)或電源線與其接地線進行交叉布置　　電路連線長度

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

　　盡量將互連的器件放在相鄰位置，以減少互連的印制線長度。

　　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(見圖7)，要確保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。

　　連接器必須安裝到PCB上的銅鉑層。理想情況下，銅鉑層必須與PCB的接地層隔離，通過短線與焊盤連接。

　　PCB設計的其它準則

　　1. 避免在PCB邊緣安排重要的信號線，如時鐘和復位信號等；