在設計PCB板時,為防止人體、環境乃至電子設備內部產生的靜電對精密半導體芯片造成各種損害(如穿透元件內部薄絕緣層、反向偏置PN結短路、正向偏置PN結短路、熔化有源元件內部的鍵合線或鋁線等),需採取多種技術措施來消除靜電放電(ESD)對電子設備的干擾和破壞。在PCB板設計中,可透過分層、合理佈局和安裝來實現PCB板的抗ESD設計。在設計過程中,大多數設計修改可透過預測,僅透過添加或移除元件來完成。透過調整PCB板的佈局,可有效防止ESD。以下是一些常見的預防措施。
盡可能使用多層PCB板。與雙面PCB板相比,地平面和電源平面,以及緊密排列的信號線-地線間距,可降低共模阻抗和感應耦合,使其為雙面PCB板的1/10至1/100。盡量使每個信號層盡可能靠近電源層或地層。對於元件分佈在頂部和底部表面、互連線非常短且地填充較多的高密度PCB,可考慮使用內層。
對於雙面PCB板,應使用緊密交織的電源和地網格。將電源線靠近地線放置,並在垂直和水平線或填充之間儘可能多地進行連接。其中一面的網格尺寸小於或等於60mm,若可能,網格尺寸應小於13mm。
確保每個電路盡可能緊湊。
盡可能將所有連接器放在一邊。
若可能,將電源線從卡中心穿過,並使其遠離直接受ESD影響的區域。
在從機箱引出的連接器所在的所有PCB層下方(這些位置容易直接受到ESD衝擊),放置寬機箱地或多邊形填充地,並每隔約13mm用通孔將其連接在一起。
在卡邊緣放置安裝孔,並在安裝孔周圍設置無錫頂層和底層焊盤,以連接至機箱地。
在PCB組裝過程中,不要在頂層或底層焊盤上塗任何錫。使用帶有內置墊圈的螺絲,使PCB板與地平面上的金屬機箱/屏蔽罩或支架緊密接觸。
在每層的機箱地和電路地之間設置相同的“隔離區”;若可能,保持分離距離為0.64mm。
卡的頂層和底層靠近安裝孔。沿機箱地線每隔100mm用1.27mm寬的線將機箱地和電路地連接起來。在這些連接點附近,放置用於機箱地和電路地之間安裝的焊盤或安裝孔。這些接地連接可用刀片切割以保持開路,或用鐵氧體磁珠/高頻電容跳線連接。
若電路板不會放置在金屬機箱或屏蔽裝置中,不要在電路板頂部和底部機箱的地線上塗阻焊劑,以便將其用作ESD電弧的放電電極。

按以下方式在電路周圍設置環形地:
(1)除邊緣連接器和機箱地外,在整個周邊放置環形地路徑。
(2)確保所有層的環形寬度大於2.5mm。
(3)每隔13mm用通孔環形連接。
(4)將環形地連接到多層電路的公共地。
(5)對於安裝在金屬櫃或屏蔽裝置中的雙面板,環形地應連接到電路公共地。對於無屏蔽的雙面電路,環形地應連接到機箱地。不要在環形地上塗阻焊劑,以便環形地可作為ESD的放電條。在環形地上至少放置一個位置(所有層)0.5mm寬的間隙,這可避免形成大環路。信號佈線與環形地之間的距離不應小於0.5mm。
在可直接受到ESD衝擊的區域,每條信號線附近都應敷設地線。
I/O電路應盡可能靠近相應的連接器。
對於易受ESD影響的電路,應將其放置在靠近電路中心的區域,以便其他電路可為其提供一定的屏蔽效果。
通常,在接收端串聯放置電阻和磁珠。對於易受ESD衝擊的電纜驅動器,也可考慮在驅動端串聯一系列電阻或磁珠。
通常在接收端放置瞬態保護器。使用短而粗的線(長度小於寬度的5倍且小於寬度的3倍)連接到機箱地。從連接器引出的信號和地線應先直接連接到瞬態保護器,然後再連接到電路的其餘部分。
應在連接器處或接收電路25mm範圍內放置濾波電容。
(1)使用短而粗的線連接到機箱地或接收電路地(長度小於寬度的5倍且小於寬度的3倍)。
(2)信號線和地線先連接到電容,然後再連接到接收電路。
確保信號線盡可能短。
當信號線長度大於300mm時,必須平行敷設地線。
確保信號線與相應回路的環路面積盡可能小。對於長信號線,需要每隔幾釐米改變信號線和地線的位置,以減小環路面積。
從網絡中心向多個接收電路驅動信號。
確保電源和地之間的環路面積盡可能小,並在IC芯片的每個電源引腳附近放置高頻電容。
在每個連接器80mm範圍內放置高頻旁路電容。
若可能,用地填充未使用的區域,並每隔60mm將所有層的填充地連接起來。
確保在任何大型填充地區域(大約大於25mm×6mm)的兩個對向端點都連接到地。
當電源或地平面上的開口長度超過8mm時,使用窄線連接開口的兩側。
復位線、中斷信號線或邊沿觸發信號線不能放置在PCB板邊緣附近。
將安裝孔與電路公共連接,或將其隔離。
(1)當金屬支架必須與金屬屏蔽裝置或機箱一起使用時,應使用零歐姆電阻進行連接。
(2)確定安裝孔的尺寸,以實現金屬或塑料支架的可靠安裝。在安裝孔的頂層和底層使用大焊盤。不能在底層焊盤上使用阻焊劑,並確保底層焊盤不經過波峰焊焊接。
受保護的信號線和未受保護的信號線不能平行排列。
特別注意復位、中斷和控制信號線的佈線。
(1)應使用高頻濾波。
(2)遠離輸入和輸出電路。
(3)遠離PCB板邊緣。
PCB板應插入機箱,不應安裝在開口或內部接縫處。
注意磁珠下方的佈線、焊盤之間以及可能與磁珠接觸的信號線。有些磁珠導電性相當好,可能會產生意想不到的導電路徑。
若要在一個機箱或主板上安裝多塊電路板,應將對靜電敏感的印刷電路板放置在中間。