芯耀
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在現(xiàn)代電子產(chǎn)品日益集成化、小型化的趨勢(shì)下，MDDESD（靜電二極管）防護(hù)設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要。除了元器件選型，PCB的布線(xiàn)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(xiǎn)的PCB布線(xiàn)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(huì)選擇阻抗最小的路徑泄放。因此，在布線(xiàn)時(shí)，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(hào)進(jìn)入主芯片之前，務(wù)必預(yù)留一定的保護(hù)緩沖區(qū)?？稍诮涌谂c芯片之間布設(shè)TVS管、共模電感、電阻隔離等器件，同時(shí)布線(xiàn)時(shí)避免高頻信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)、敏感模擬線(xiàn)并行走線(xiàn)，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(jì)
良好的地層設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)主系統(tǒng)的影響。
四、I/O接口屏蔽與外殼接地
對(duì)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(jì)中預(yù)留接地過(guò)孔，使用“π”型濾波結(jié)構(gòu)引入金屬外殼或導(dǎo)電泡棉等結(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(xiàn)對(duì)稱(chēng)、避免閉環(huán)
不對(duì)稱(chēng)或不均勻布線(xiàn)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(xiàn)應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)，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(wèn)題，更是系統(tǒng)級(jí)抗干擾能力的體現(xiàn)。通過(guò)優(yōu)化PCB布局布線(xiàn)，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(xiǎn)，提升產(chǎn)品的EMC性能與長(zhǎng)期可靠性。在設(shè)計(jì)之初就引入這些防護(hù)理念，遠(yuǎn)比后期補(bǔ)救來(lái)得經(jīng)濟(jì)高效。
