談談電子設計中PCB上的ESD防護方法

2021-10-03 17:19:57 字數 1382 閱讀 3961

很多電子行業中,都需要對產品進行相關esd方面的測試。在汽車行業裡,汽車內部整合了各種含有電氣模組的部件,每個部件的電路設計中,都需要滿足對esd的相關測試認證。比如,汽車零部件中的電子換擋器,需要滿足8kv、15kv的esd靜電放電測試。對於8kv的靜電測試,需要部件滿足在部件處於工作狀態下進行測試時不能出現任何的不良異常現象,例如指示瞬間閃爍等。對於15kv的測試,需要部件滿足在部件處於工作狀態下進行測試時能出現瞬間閃爍,但不能出現通訊斷開、宕機等異常現象。

今天在這裡彙總了一下,在pcb設計中能提高pcba(即電路板)對靜電的一些防護等級的方法。穩重涉及到的一些方法有來自網上的一些文章,但是,在查閱了一些資料後,個人覺得在分類彙總方面還可以提高,因此我自己將所查閱的以及自己所知的一些方法進行了分類彙總。

在增強pcb板esd防護方面,我把它分類成三部分。第一,pcb布局方面;第二,pcb走線設計方面;第三,結構方面。

在pcb布局方面,有以下幾點。

1、把對靜電比較敏感的元器件,比如mcu等晶元,放置在離靜電放電源頭比較遠的地方。這個時候需要結合pcb板在組裝後,pcb的具體的放置方式,這樣確保在打靜電時,可能的介入點離敏感的元器件的距離比較遠,將受到的干擾影響降低到最小。

2、將復位部分電路的遠離pcb板邊,防止因靜電瞬間干擾造成了晶元的異常復位。

3、把靜電防護元器件(tvs管、lc濾波器、鐵氧磁珠、高壓電容等)就近放置。也就是把防護器件放在板間介面等保護位置,因為介面是外界靜電電流的入口,在最近的地方放置防護器件,時間、效果上都比較好,而且能降低給其他地方的電路帶來自身的自感、耦合等干擾。

4、盡量把介面放置到板子的同一邊,這樣方便在結構上進行相應增加esd防護的措施的實施。

在pcb走線方面,可以注意以下幾點:

1、在pcb板邊四周放置環形的地網路,每一層都新增,環形線的寬度為2.5mm以上,並以過孔將不同層的地網路等距離連線起來,過孔間距為13mm。需要注意的是,這個環形走線不要形成閉環的,否則形成了閉環的網路會造成天線效應,帶來輻射方面的影響,因此,環形的繪製中注意留乙個縫隙,縫隙間距大於0.5mm.

2、在新增esd防護器件的位置,盡量不要走關鍵訊號線。

3、訊號線的所形成的迴路所形成的環繞面積要盡量小,並盡量遠離pcb邊緣。

4、如果是多層板,盡量保證有乙個完整的地網路層,保證重要訊號能與地有效的耦合,這樣能使esd電流順利耦合到低阻抗的額地平面,保護了關鍵訊號,同時也減小了迴路路徑長度。

在結構方面,這路簡單說兩點:

1、量做好縫隙的最小化,結構面的縫隙越小,越有利於阻礙靜電電流對內部的干擾,從而保護內部pcb,順利通過esd相關測試。

2、另外,在結構面殼的內部表面通過噴錫等防護物質,也會起到阻礙靜電電流對內部空間的干擾和影響。

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