如何防止ESD的电流流入PCB中？

静电放电（ESD）理论研究的已经相当成熟，为了模拟分析静电事件，前人设计了很多静电放电模型。常见的静电模型有：人体模型（HBM），带电器件模型，场感应模型，场增强模型，机器模型和电容耦合模型等。关于ESD静电放电，可分为接触放电和空气放电。其中，空气放电的等级相对较高。  

下图是ISO 10605-2008标准静电放电测试设置图，针对电子产品ESD问题，个人总结了以下几种防护方法，供大家设计时参考。   

1、TVS  

电子设计中低速信号线、高速信号线、RF天线等端口处，都会放置1个或1组TVS管，利用TVS的雪崩击穿进行电压钳位，从而保护后级电路。    

2、MLCC陶瓷电容  

通常对于成本敏感性产品，MLCC电容放置在I/O连接器或者关键信号的位置，同时连接线尽可能的短，以便减小连接线的感抗。    

3、火花间隙法  

注：此方法不推荐，容易积碳，使用寿命短。  

如下图所示，ESD放电产生电弧（类似爬电，间距大了就没效果了），通过尖端放电至GND进而消耗电能。    

4、金属屏蔽  

静电电流流过金属导体时，由于实际上金属导体在高频状态下寄生电感的存在，会在金属导体上产生变化的电磁场，敏感信号靠近金属背板时，会在信号布线上产生感应骚扰电压，从而导致系统工作异常，可以采用屏蔽的方式解决。    

5、PCB叠层设计  

PCB叠层设计的总原则是高频信号具有完整的参考地平面，高频信号环路面积最小，第一是电源层紧邻参考地平面使得电流泄放快，第二是环路面积小使得感应电流的能力相应减弱。 

6、PCB防静电环  

在电路板周围画出不加阻焊层的走线，在条件允许的情况下将该走线连接至外壳，同时要开口环，避免引起天线效应。  

车载域控制器这个静电环比较明显，如下图所示，PCB周边的裸露的铜皮就是PCB防静电环。  

7、接地与搭接  

接地与搭接是为静电电流提供低阻抗泄放路径的重要手段，金属部件之间通过良好的搭接，既能建立低阻抗电流通路，又能减小不同参考地平面间寄生电感，从而建立在不同工作频率下尽可能等电位的参考地平面。    

总结：保护好电路的电源和信号线，那么就能有效的防止ESD的电流流入PCB中。

关于我爱方案网

我爱方案网是一个电子方案开发供应链平台，提供从找方案到研发采购的全链条服务。找方案，上我爱方案网!在方案超市找到合适的方案就可以直接买，没有找到就到快包定制开发。我爱方案网积累了一大批方案商和企业开发资源，能提供标准的模块和核心板以及定制开发服务，按要求交付PCBA、整机产品、软件或IoT系统。更多信息，敬请访问http://www.52solution.com