PCB设计中ESD的保护

　　ESD是指Electro-StaticDischarge静电放电。高频电子线路的印刷电路板必须要做到ESD保护以避免由幅射或传导方式引起的ESD损坏电子元件，造成系统误动作等。例如，一个由人体产生的ESD脉冲电流其上升时间为200ps至10ns，同时有着由数安培到30安培的峰值脉冲电流值。如果不对此脉冲电流进行抑制，很可能造成系统电子元件的损坏。针对PCB布线来讲，可以采用以下两种方法进行ESD防护：
　　（1）采用放电间隙（Sparkgaps）放电间隙是一对指向彼此相对的锐角的三角形，指尖相距最大10mil最小6mil。一个三角形接地，另一个接到信号线。此三角形不是一种元件，而是由在PCB布线过程中使用铜箔层作出来的。这些三角形需设置在PCB板的顶层（componentside），且不能被防焊涂料所覆盖。
　　需要注意的是此种形式的放电间隙为空气形式的放电间隙，只能在偶有ESD产生的环境中使用。若在常常有ESD发生的场合中使用，则放电间隙间会由于经常的放电而在两个三角点上产生积碳，并最终在放电间隙上造成短路，并造成信号线的永久对地短路，从而造成系统的故障。在常常会有ESD产生的场合，可以选用高压电容器，LC滤波器等其他ESD防止方法。
　　（2）采用护卫带（Guardbandimplementation）
　　在PCB板的设计中，要防止不是来自于I/O连接器的ESD事件所造成之传导或幅射耦合，可以在PCB板的四周的顶层和底层放置一条护卫带。护卫带围绕整个PCB板，并且每隔1/2inch就以贯穿孔连接到所有的接地平面。护卫带形成了一个低阻抗的地连接，从而能够引导ESD能量经由一低阻抗路径到机壳接地或大地接地。如果在PCB边缘有使用隔离壕沟（moat），则只需在分割点之处将护卫带断开。在此情况下并不会减低ESD或EMI之效能。要注意的是若是护卫带没有在壕沟处断开，会造成严重的EMI问题。护卫带侵入到壕沟内，即使仅仅在壕沟的尾端，也会在壕沟内部的平面之间产生很大的杂散电容，因而引起EMI及ESD之问题。当使用护卫带时，所有在PCB上的信号线应该要距离板边有超过信号线到接地平面高度的距离。例如，如果布线层与接地平面之距离是6mil，则信号线应该与护卫带之间的距离在6mil以上。
　　高速PCB设计是一个复杂的设计过程，除了需要了解布线知识以外，还需要了解信号完整性理论，EMI理论以及ESD的知识。在设计PCB时，合理应用本文介绍相关知识选择合适的PCB叠层方式，进行合理的元件分组和布局，同时在布线时遵循相关的布线原则，并做好ESD保护等工作，就能设计出性能良好的高速PCB抄板。