在現(xiàn)代電子產(chǎn)品日益集成化、小型化的趨勢下，MDDESD（靜電二極管）防護(hù)設(shè)計變得至關(guān)重要。除了元器件選型，PCB的布線與布局也是影響ESD抗擾性能的關(guān)鍵因素。作為FAE，本文將結(jié)合實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，分享一些降低ESD風(fēng)險的PCB布線與布局技巧。
一、ESD路徑最短優(yōu)先原則
ESD是一種高頻、瞬態(tài)干擾，它往往會選擇阻抗最小的路徑泄放。因此，在布線時，必須確保ESD電流能快速、低阻地流入地網(wǎng)或TVS二極管。將TVS管盡量靠近I/O接口放置，并使其連接地端的路徑最短且粗，能夠大幅度降低因電感耦合引發(fā)的電壓尖峰。
二、輸入輸出分離與關(guān)鍵器件保護(hù)
在接口信號進(jìn)入主芯片之前，務(wù)必預(yù)留一定的保護(hù)緩沖區(qū)。可在接口與芯片之間布設(shè)TVS管、共模電感、電阻隔離等器件，同時布線時避免高頻信號線與電源線、敏感模擬線并行走線，以防止感應(yīng)耦合。此外，敏感器件如MCU、通信芯片，應(yīng)遠(yuǎn)離外部接口，避免直接暴露在ESD路徑中。
三、地層完整性與多點(diǎn)接地設(shè)計
良好的地層設(shè)計是有效疏導(dǎo)ESD電流的基礎(chǔ)。確保地平面連續(xù)，不應(yīng)有狹窄頸部或中斷，避免形成回流路徑受限區(qū)域。對高速接口、射頻器件，建議采用多點(diǎn)接地或屏蔽接地，將ESD噪聲快速引入地層，降低其對主系統(tǒng)的影響。
四、I/O接口屏蔽與外殼接地
對于暴露在外的接口（如USB、HDMI、以太網(wǎng)等），建議搭配金屬屏蔽罩或金屬殼連接至機(jī)殼地（Chassis GND）。在PCB設(shè)計中預(yù)留接地過孔，使用“π”型濾波結(jié)構(gòu)引入金屬外殼或?qū)щ娕菝薜冉Y(jié)構(gòu)件，可以有效將ESD電流分流至機(jī)殼，從而保護(hù)內(nèi)部電路。
五、布線對稱、避免閉環(huán)
不對稱或不均勻布線容易導(dǎo)致電流密度集中，形成局部熱點(diǎn)，降低抗擾性。布線應(yīng)盡量對稱，避免形成閉環(huán)路徑，否則容易形成感應(yīng)回路，引入額外EMI和靜電耦合。
MDDESD防護(hù)不僅是元件的選型問題，更是系統(tǒng)級抗干擾能力的體現(xiàn)。通過優(yōu)化PCB布局布線，提升靜電泄放通道的效率，可有效降低電路因靜電擊穿導(dǎo)致的損壞風(fēng)險，提升產(chǎn)品的EMC性能與長期可靠性。在設(shè)計之初就引入這些防護(hù)理念，遠(yuǎn)比后期補(bǔ)救來得經(jīng)濟(jì)高效。