ESD靜電防范常見問題及解決方案

3.2 產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)

現(xiàn)在產(chǎn)品的PCB（Printed Circuit Board）都是高密度板，通常為4層板。隨著密度的增加，趨勢(shì)是使用6層板，其設(shè)計(jì)一直都需要考慮性能與面積的平衡。一方面，越大的空間可以有更多的空間擺放元器件，同時(shí)，走線的線寬和線距越寬，對(duì)于EMI、音頻、ESD等各方面性能都有好處。另一方面，數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)計(jì)的小巧又是趨勢(shì)與需要。所以，設(shè)計(jì)時(shí)需要找到平衡點(diǎn)。就ESD問題而言，設(shè)計(jì)上需要注意的地方很多，尤其是關(guān)于GND布線的設(shè)計(jì)以及線距，很有講究。有些產(chǎn)品中ESD存在很大的問題，一直找不到原因，通過反復(fù)研究與實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)是PCB設(shè)計(jì)中的出現(xiàn)的問題。為此，這里總結(jié)了PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的要點(diǎn)：

(1)PCB板邊（包括通孔Via邊界）與其它布線之間的距離應(yīng)大于0.3mm；

(2)PCB的板邊最好全部用GND走線包圍；

(3)GND與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm；

(4)Vbat與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm;

(5)重要的線如Reset、Clock等與其它布線之間的距離應(yīng)大于0.3mm;

(6)大功率的線與其它布線之間的距離保持在0.2mm～0.3mm；

(7)不同層的GND之間應(yīng)有盡可能多的通孔（VIa）相連；

(8)在最后的鋪地時(shí)應(yīng)盡量避免尖角，有尖角應(yīng)盡量使其平滑。

3.3 產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)

在殼體和PCB的設(shè)計(jì)中，對(duì)ESD問題加以注意之后，ESD還會(huì)不可避免地進(jìn)入到產(chǎn)品的內(nèi)部電路中，尤其是以下一些端口：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天線接口、VGA接口、DVI接口、按鍵電路、SIM卡、耳機(jī)及其他各類數(shù)據(jù)傳輸接口，這些端口很可能將人體的靜電引入內(nèi)部電路中。所以，需要在這些端口中使用ESD防護(hù)器件。

以往主要使用的靜電防護(hù)器件是壓敏電阻和TVS器件，但這些器件普遍的缺點(diǎn)是響應(yīng)速度太慢，放電電壓不夠精確，極間電容大，壽命短，電性能會(huì)因多次使用而變差。所以目前行業(yè)中普遍使用專業(yè)的“靜電抑制器”來取代以往的靜電防護(hù)器件 。“靜電抑制器”是專業(yè)解決靜電問題的產(chǎn)品，其內(nèi)部構(gòu)造和工作原理比其他產(chǎn)品更具科學(xué)性和專業(yè)性。它由Polymer高分子材料制成，內(nèi)部菱形分子以規(guī)則離散狀排列，當(dāng)靜電電壓超過該器件的觸發(fā)電壓時(shí)，內(nèi)部分子迅速產(chǎn)生尖端對(duì)尖端的放電，將靜電在瞬間泄放到地。它最大特點(diǎn)是反應(yīng)速度快（0.5ns～1ns）、非常低的極間電容（0.05pf～3pf），很小的漏電流（1μA），非常適合各種接口的防護(hù)。

因?yàn)殪o電抑制器具有體積?。?603、0402）、無極性、反應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中使用靜電抑制器作為防護(hù)器件的比例越來越多，在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、1、將該器件盡量放置在需要保護(hù)的端口附近；

2、2、到GND的連線盡可能短;

33 3、所接GND的面積盡可能大。

ESD 的問題是眾多重要問題之一。在不同的電子設(shè)備中有不同的方式來避免對(duì)電路的危害。由于現(xiàn)在的數(shù)碼產(chǎn)品體積小、密度大，在 ESD 的防護(hù)上有獨(dú)到的特點(diǎn)。通過大量的靜電測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明，采用本文的設(shè)計(jì)方法處理，將一個(gè)原本± 2kV 放電就會(huì)死機(jī)的產(chǎn)品加以保護(hù)和改進(jìn)，在± 8kV 的靜電放電情況下依然可以穩(wěn)定工作，起到了很好的靜電防護(hù)效果。隨著電子設(shè)備使用的日益廣泛， ESD 設(shè)計(jì)是每一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師和電子設(shè)計(jì)工程師需要重點(diǎn)關(guān)心的問題，通過不斷總結(jié)與學(xué)習(xí)， ESD 問題將不再是一個(gè)難題！

另附：本文部分資料摘自互聯(lián)網(wǎng)，感謝原作者的無私奉獻(xiàn)。另外如果此刻有朋友正遇上頭疼的靜電問題而束手無策，或是想咨詢有關(guān)靜電抑制器的信息，可以發(fā)郵件給我（esdok@163.com），讓我們一起探討、相互學(xué)習(xí)、共同解決ESD問題！