ESD靜電放電分為接觸放電和空氣放電,空氣放電的等級相對較高。下圖是ISO 10605-2008標準靜電放電測試設置圖。針對電子產品ESD問題,個人總結了以下幾種防護方法,以便設計時參考。
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TVS
電子設計中低速信號線、高速信號線、RF天線等端口處都會放置1個或1組TVS管,利用TVS的雪崩擊穿進行電壓鉗位從而保護后級電路。
2. MLCC陶瓷電容
通常對于成本敏感性產品,MLCC電容放置在I/O連接器或者關鍵信號的位置,同時連接線盡可能的短,以便減小連接線的感抗。
3. 火花間隙法(不推薦,容易積碳,使用壽命短)
如下圖所示,ESD放電產生電?。愃婆离姡g距大了就沒效果了),通過尖端放電至GND進而消耗電能。
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EEVblog #678 - PCB放電尖是個啥?_嗶哩嗶哩_bilibili
4. 金屬屏蔽
靜電電流流過金屬導體時,由于實際上金屬導體在高頻狀態(tài)下寄生電感的存在,會在金屬導體上產生變化的電磁場,敏感信號靠近金屬背板時,會在信號布線上產生感應騷擾電壓,從而導致系統(tǒng)工作異常,可以采用屏蔽的方式解決。
5. PCB疊層設計
PCB 疊層設計的總原則是高頻信號具有完整的參考地平面,高頻信號環(huán)路面積最小,第一是電源層緊鄰參考地平面使得電流泄放快,第二是環(huán)路面積小使得感應電流的能力相應減弱。
6. PCB防靜電環(huán)
在電路板周圍畫出不加阻焊層的走線,在條件允許的情況下將該走線連接至外殼,同時要開口環(huán),避免引起天線效應。車載域控制器這個靜電環(huán)比較明顯,如下圖所示,PCB周邊的裸露的銅皮就是PCB防靜電環(huán)。
7. 接地與搭接
接地與搭接是為靜電電流提供低阻抗泄放路徑的重要手段,金屬部件之間通過良好的搭接,既能建立低阻抗電流通路,又能減小不同參考地平面間寄生電感,從而建立在不同工作頻率下盡可能等電位的參考地平面。
總結:保護好電路的電源和信號線,那么就能有效的防止ESD的電流流入PCB中。