实用的静电防护方法

实用的静电防护方法：

接地和邦定

ESD电弧电流放电时首先对被击中金属物体的寄生电容充电，然后流经每一个可能的导电路径。电弧电流更容易在片状、或短而宽的带状导体而不是窄线上流过。金属部件之间通过邦定(binding)建立低阻抗的路径，从而使相互之间的电压差降至最低，而接地则提供最终泄放掉累积电荷的路径。为了使接地和邦定能够有效地防止ESD，应该确保ESD电流密度和电流路径阻抗尽可能低。

C1.在ESD电流预计会流过的位置采用多点接地。

C2.在预计ESD电流不会流过的位置采用单点接地。

C3.将机箱的金属部分同底盘地连接在一起。

C4.确保每个电缆进入点离机箱地的距离在40mm(1.6英寸)以内。

C5.将连接器外壳和金属开关外壳都连接到机箱地上。

C6.在薄膜键盘周围放置宽的导电保护环，将环的外围连接到金属机箱上，或至少在四个拐角处连接到金属机箱上。不要将该保护环与PCB地连接在一起。

C7.在靠近连接器的地方，要将连接器上的信号用一个L-C或者磁珠-电容滤波器接到连接器的机箱地上。

C8.确保未隔离的机箱地与电子设备的距离大于等于2.2mm。

C9.在机箱地和电路公共地之间加入一个磁珠。

C10.确保邦定接头短而粗。如果可能，长宽比尽量做到小于等于5:1。

C11.如果可能使用多个邦定接头，从而避免ESD电流过分集中。

C12.确保邦定接头和邦定线远离易受影响的电子设备或者这些电子设备的电缆。

C13. 选择邦定接头和邦定线的材料以及紧固件/紧固方式时，要尽可能减小侵蚀，见表2。

1. 相互靠近的部件之间的EMF必须小于0.75V，如果在潮湿的环境中EMF值必须小于0.25V；

2. 阳极(正极)部件的尺寸应大于阴极(负极)部件。

C14.将控制金属柄接地到具有接地叉指或导电衬套的屏蔽装置上。

C15.确保邦定带和邦定线远离易受ESD影响的PCB。

C16.在铰链中要补充邦定带或邦定线。

C17. 通过焊接、铜焊、铅焊或型铁弯曲等方式来焊接不能分开的金属片。

C18.从操作/维修考虑，必须分离的金属片要通过下面的方式邦定起来：1.要让金属表面保持清洁并直接接触。2.让具有薄导电涂层的金属表面直接紧密接触。

C19.固体邦定带优于编织邦定带。

C20.确保邦定处不潮湿。

C21.使用多个导体将机箱内所有电路板的地平面或地网格连接在一起。

C22.确保邦定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 

通过PCB的分层设计、恰当的布局布线和安装以及上述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，通常要通过几个测试-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，通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。 

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： 

1. 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。 

2. 尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。 

3. 对于顶层和底层表面都有元器件、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。 

1. 电源线紧靠地线。 

2. 在垂直和水平线或填充区之间，要尽可能多地连接。 

3. 一面的栅格尺寸小于等于60mm。 

4. 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.在卡的边缘上放置安装孔，安装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。 

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： 

1. 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。 

2. 确保所有层的环形地宽度大于2.5mm (0.1英寸)。 

3. 每隔13mm(0.5英寸)用过孔将环形地连接起来。 

4. 将环形地与多层电路的公共地连接到一起。 

5. 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。 

6. 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。 

7. 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。 

E15.对易受ESD影响的电路，应该放在靠近电路中心的区域，这样其它的电路可以为它们提供一定的屏蔽作用。 

E16.通常在接收端放置串联的电阻和磁珠，而对那些易被ESD击中的电缆驱动器，也可以考虑在驱动端放置串联的电阻或磁珠。 

E17.通常在接收端放置瞬态保护器。1.用短而粗的线(长度小于5倍宽度，最好小于3倍宽度)连接到机箱地。2.从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器，然后才能接电路的其它部分。

E18.在连接器处或者离接收电路25mm(1.0英寸)的范围内，要放置滤波电容。1.用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度，最好小于3倍宽度)。2.信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。

E19.要确保信号线尽可能短。 

E20.信号线的长度大于300mm(12英寸)时，一定要平行布一条地线。 

E21.确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小。对于长信号线每隔几厘米或几英寸调换信号线和地线的位置来减小环路面积。 

E22.从网络的中心位置驱动信号进入多个接收电路。 

E23.确保电源和地之间的环路面积尽可能小，在靠近集成电路芯片每一个电源管脚的地方放置一个高频电容。 

E24.在距离每一个连接器80mm(3英寸)范围以内放置一个高频旁路电容。 

E25.在可能的情况下，要用地填充未使用的区域，每隔60mm距离将所有层的填充地连接起来。 

E26.确保在任意大的地填充区(大约大于25×6mm(1×0.25英寸))的两个相反端点位置处要与地连接。

E27.电源或地平面上开口长度超过8mm(0.3英寸)时，要用窄的线将开口的两侧连接起来。 

E28.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。 

E29.将安装孔同电路公地连接在一起，或者将它们隔离开来。1.金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时，要采用一个零欧姆电阻实现连接。2.确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装，在安装孔顶层和底层上要采用大焊盘，底层焊盘上不能采用阻焊剂，并确保低层焊盘不采用波峰焊工艺焊接。 

E30.不能将受保护的信号线和不受保护的信号线并行排列。 

E31.要特别注意复位、中断和控制信号线的布线。1.要采用高频滤波。2.远离输入和输出电路。3.远离电路板边缘。 

E32.PCB要插入机箱内，不要安装在开口位置或者内部接缝处。 

E33.要注意磁珠下、焊盘之间、可能接触到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电性能相当好，可能会产生意外的导电路径。 

E34.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。