PCB中抗ESD的设计

中的寄生电感在发生ESD 事件时会产生严重的电压过冲。尽管使用了TVS 二极管，由于在电感负载两端的感应电压VL=L&TImes;di/dt，过高的过冲电压仍然可能超过被保护IC 的损坏电压阈值。

　　保护电路承受的总电压是TVS 二极管钳位电压与寄生电感产生的电压之和，VT=VC+VL。一个ESD 瞬态感应电流在小于1ns 的时间内就能达到峰值（依据IEC 61000-4-2 标准），假定引线电感为每英寸20nH，线长为四分之一英寸，过冲电压将是50V/10A 的脉冲。经验设计准则是将分流通路设计得尽可能短，以此减少寄生电感效应。

　　所有的电感性通路必须考虑采用接地回路，TVS 与被保护信号线之间的通路，以及连接器到TVS 器件的通路。被保护的信号线应该直接连接到接地面，若无接地面，则接地回路的连线应尽可能短。TVS 二极管的接地和被保护电路的接地点之间的距离应尽可能短，以减少接地平面的寄生电感。

　　最后，TVS 器件应该尽可能靠近连接器以减少进入附近线路的瞬态耦合。虽然没有到达连接器的直接通路，但这种二次辐射效应也会导致电路板其它部分的工作紊乱。

　　（六）装配

　　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。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）。在卡的顶层和底层靠近安装孔的位置，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安装的焊盘或安装孔。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。

　　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。

　　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，在整个外围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；对安装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。如果一个机箱或者主板要内装几个电路卡，应该将对静电最敏感的电路卡放在最中间。

　　PCB 上的机壳地线的阻抗要低，隔离要好。如果机壳地线的阻抗很低，静电放电电流易于通过，就不会发生电弧。当然，如此迅速的电荷泄放会产生更强的场，但这比电荷通过电弧直接注入到电路中好得多。另外，机壳地线的长度不能超过其宽度的四或五倍。比这个比例更宽的地线仅能使其阻抗（电感）稍微减小，但是更窄的地线却会使其阻抗大幅度增加。这个长宽比例意味着机壳地线必须很短才行，否则当地线增长时，其宽度要很宽。

　　（七）PCB 设计的其它准则

　　1.复位线、中断信号线或者边沿触发信号线不能布置在靠近PCB 边沿的地方；

　　2.将PCB 上未使用的部分设置为接地面；

　　3.机壳地线与信号线间隔至少为4 毫米；

　　4.保持机壳地线的长宽比小于5∶1，以减少电感效应；

　　5.用TVS 二极管来保护所有的外部连接；

　　6.确保每一个电路尽可能紧凑。尽可能将所有连接器都放在一边。I/O 电路要尽可能靠近对应的连接器。

　　7.PCB 要插入机箱内，不要安装在开口位置或者内部接缝处。