PCB layout設計如何防范ESD技巧盤點
ESD，也就是我們常說的靜電釋放（Electro-Stac discharge）。從學習過的知識中可以知道，靜電是一種自然現象，通常通過接觸、摩擦、電器間感應等方式產生，其特點是長時間積聚、高電壓（可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電）、低電量、小電流和作用時間短的特點。對于電子產品來說，PCB layout設計中如果ESD設計沒有設計好，常常造成電子電器產品運行不穩定。
ESD（靜電放電）對電子產品造成的破壞和損傷有突發性損傷和潛在性損傷兩種。所謂突發性損傷，指的是器件被嚴重損壞，功能喪失。這種損傷通常能夠在生產過程中的質量檢測中能夠發現，因此給工廠帶來的主要是返工維修的成本。而潛在性損傷指的是器件部分被損，功能尚未喪失，且在電路板生產過程的檢測中不能發現，但在使用當中會使產品變得不穩定，時好時壞，因而對產品質量構成更大的危害。這兩種損傷中，潛在性失效占據了90%，突發性失效只占10%。也就是說90%的靜電損傷是沒辦法檢測到，只有到了用戶手里使用時才會發現。手機出現的經常死機、自動關機、話音質量差、雜音大、信號時好時差、按鍵出錯等問題有絕大多數與靜電損傷相關。也因為這一點，靜電放電被認為是電子產品質量最大的潛在殺手，靜電防護也成為電子產品質量控制的一項重要內容。而國內外品牌手機使用時穩定性的差異也基本上反映了他們在靜電防護及產品的防靜電設計上的差異。
PCB板這種電子產品，若研發技術上沒有問題，一旦出現故障，多半與ESD靜電有關。眾所周知，ESD靜電無處不在，對于一些微小的電子元件，只要被靜電擊穿，那么整個生產線也將面臨崩潰。到底靜電對電子元件有什么樣的影響呢？
靜電的基本物理特性為以下三種：吸引或排斥，與大地有電位差，會產生放電電流。這 三種特性對電子元件的影響：
靜電吸附灰塵，降低元器件絕緣電阻，從而縮短元件壽命。
靜電放電或電流產生的熱，使元器件受到潛在損傷。
靜電放電產生的電磁場幅度很大且頻譜極寬，對電子器件造成干擾甚至損壞。
靜電放電破壞，使元器件受損壞不能工作。
由此可見，ESD靜電危害無法估量，企業應做好全面防護工作以預防ESD靜電危害帶來的損失。
1、 盡可能使用多層PCB
相對于雙面PCB而言，地平面和電源平面，以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合，使之達到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB，可以考慮使用內層線。
2、對于雙面PCB來說，要采用緊密交織的電源和地柵格。
電源線緊靠地線，在垂直和水平線或填充區之間，要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm，如果可能，柵格尺寸應小于13mm。
3、確保每一個電路盡可能緊湊。
4、盡可能將所有連接器都放在一邊。
5、在每一層的機箱地和電路地之間，要設置相同的“隔離區”;如果可能，保持間隔距離為0.64mm。
6、PCB裝配時，不要在頂層或者底層的焊盤上涂覆任何焊料。
使用具有內嵌墊圈的螺釘來實現PCB與金屬機箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。
7、如果可能，將電源線從卡的中央引入，并遠離容易直接遭受ESD影響的區域。
8、在引向機箱外的連接器（容易直接被ESD擊中）下方的所有PCB層上，要放置寬的機箱地或者多邊形填充地，并每隔大約13mm的距離用過孔將它們連接在一起。
9、在卡的邊緣上放置安裝孔，安裝孔周圍用無阻焊劑的頂層和底層焊盤連接到機箱地上。
10、在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置，每隔100mm沿機箱地線將機箱地和電路地用1.27mm寬的線連接在一起。與這些連接點的相鄰處，在機箱地和電路地之間放置用于安裝的焊盤或安裝孔。這些地線連接可以用刀片劃開，以保持開路，或用磁珠/高頻電容的跳接。
11、如果電路板不會放入金屬機箱或者屏蔽裝置中，在電路板的頂層和底層機箱地線上不能涂阻焊劑，這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。
12、要以下列方式在電路周圍設置一個環形地：
（1）除邊緣連接器以及機箱地以外，在整個外圍四周放上環形地通路。
（2）確保所有層的環形地寬度大于2.5mm。
（3）每隔13mm用過孔將環形地連接起來。
（4）將環形地與多層電路的公共地連接到一起。
（5）對安裝在金屬機箱或者屏蔽裝置里的雙面板來說，應該將環形地與電路公共地連接起來。不屏蔽的雙面電路則應該將環形地連接到機箱地，環形地上不能涂阻焊劑，以便該環形地可以充當ESD的放電棒，在環形地（所有層）上的某個位置處至少放置一個0.5mm寬的間隙，這樣可以避免形成一個大的環路。信號布線離環形地的距離不能小于0.5mm。
13、在能被ESD直接擊中的區域，每一個信號線附近都要布一條地線。
14、I/O電路要盡可能靠近對應的連接器。
15、對易受ESD影響的電路，應該放在靠近電路中心的區域，這樣其他電路可以為它們提供一定的屏蔽作用。
16、通常在接收端放置瞬態保護器。用短而粗的線（長度小于5倍寬度，最好小于3倍寬度）連接到機箱地。從連接器出來的信號線和地線要直接接到瞬態保護器，然后才能接電路的其他部分。
17、通常在接收端放置串聯的電阻和磁珠，而對那些易被ESD擊中的電纜驅動器，也可以考慮在驅動端放置串聯的電阻或磁珠。
PCB layout設計在連接器處或者離接收電路25mm的范圍內，要放置濾波電容。
（1）用短而粗的線連接到機箱地或者接收電路地（長度小于5倍寬度，最好小于3倍寬度）。
（2）信號線和地線先連接到電容再連接到接收電路。
18、PCB layout設計時要確保信號線盡可能短。
19、信號線的長度大于300mm時，一定要平行布一條地線。
20、確保信號線和相應回路之間的環路面積盡可能小。對于長信號線每隔幾厘米便要調換信號線和地線的位置來減小環路面積。
21、從網絡的中心位置驅動信號進入多個接收電路。
22、在可能的情況下，要用地填充未使用的區域，每隔60mm距離將所有層的填充地連接起來。
23、確保電源和地之間的環路面積盡可能小，在靠近集成電路芯片每一個電源管腳的地方放置一個高頻電容。
24、在距離每一個連接器80mm范圍以內放置一個高頻旁路電容。
25、復位線、中斷信號線或者邊沿觸發信號線不能布置在靠近PCB邊沿的地方。
26、確保在任意大的地填充區（大約大于25mm&mes;6mm）的兩個相反端點位置處要與地連接。
27、電源或地平面上開口長度超過8mm時，要用窄的線將開口的兩側連接起來。
28、layout設計將安裝孔同電路公地連接在一起，或者將它們隔離開來。
（1）金屬支架必須和金屬屏蔽裝置或者機箱一起使用時，要采用一個零歐姆電阻實現連接。
（2）確定安裝孔大小來實現金屬或者塑料支架的可靠安裝，在安裝孔頂層和底層上要采用大焊盤，底層焊盤上不能采用阻焊劑，并確保底層焊盤不采用波峰焊工藝進行焊接。
29、不能將受保護的信號線和不受保護的信號線并行排列。
30、layout設計要特別注意復位、中斷和控制信號線的布線。
（1）要采用高頻濾波。
（2）遠離輸入和輸出電路。
（3）遠離電路板邊緣。
31、PCB要插入機箱內，不要安裝在開口位置或者內部接縫處。
32、要注意磁珠下、焊盤之間和可能接觸到磁珠的信號線的布線。有些磁珠導電性能相當好，可能會產生意想不到的導電路徑。
33、如果一個機箱或者主板要內裝幾個電路板，應該將對靜電最敏感的電路板放在最中間。