ในการออกแบบ PCB บอร์ด, การออกแบบ PCB ที่ป้องกัน ESD สามารถทำได้ผ่านการแบ่งชั้น การจัดวางและการติดตั้งที่เหมาะสม ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ การเปลี่ยนแปลงการออกแบบส่วนใหญ่สามารถจำกัดการเพิ่มหรือลบส่วนประกอบผ่านการทำนาย ด้วยการปรับเค้าโครง PCB และการเดินสาย ESD สามารถป้องกันได้ดี

ไฟฟ้าสถิต PCB จากร่างกายมนุษย์ สิ่งแวดล้อม และแม้กระทั่งภายในอุปกรณ์คัดลอกบอร์ด PCB ไฟฟ้าจะทำให้เกิดความเสียหายต่าง ๆ กับชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความแม่นยำ เช่น การเจาะชั้นฉนวนบาง ๆ ภายในส่วนประกอบ ความเสียหายต่อประตูของส่วนประกอบ MOSFET และ CMOS ล็อคทริกเกอร์ CMOS ในสำเนา PCB; ทางแยก PN อคติย้อนกลับแบบลัดวงจร; แผงวงจรคัดลอก PCB บวกลัดวงจรทางแยก PN ลำเอียง; แผ่น PCB หลอมลวดเชื่อมหรือลวดอลูมิเนียมในส่วนบอร์ด PCB ของอุปกรณ์ที่ใช้งาน เพื่อขจัดการรบกวนและความเสียหายของการปล่อยไฟฟ้าสถิต (ESD) ไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องใช้มาตรการทางเทคนิคที่หลากหลายเพื่อป้องกัน

ในการออกแบบบอร์ด PCB การออกแบบป้องกัน ESD ของ PCB สามารถทำได้ผ่านการจัดวางเลเยอร์และเลย์เอาต์ที่เหมาะสมของบอร์ดคัดลอก PCB และการเดินสายและติดตั้งบอร์ดคัดลอก PCB ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ การเปลี่ยนแปลงการออกแบบส่วนใหญ่สามารถจำกัดการเพิ่มหรือลบส่วนประกอบผ่านการทำนาย ด้วยการปรับเค้าโครง PCB และการเดินสาย ทำให้สามารถป้องกัน PCB ESD ได้ ต่อไปนี้เป็นข้อควรระวังทั่วไปบางประการ

ใช้ PCBS หลายชั้นทุกครั้งที่ทำได้ ระนาบกราวด์และกำลังไฟฟ้า รวมถึงสายสัญญาณกราวด์ที่มีระยะห่างกันอย่างแน่นหนา สามารถลดอิมพีแดนซ์โหมดทั่วไปและคัปปลิ้งอุปนัยเป็น 1/10 ถึง 1/100 ของ PCB สองด้านเมื่อเปรียบเทียบกับ PCB สองด้าน พยายามวางเลเยอร์สัญญาณแต่ละชั้นไว้ใกล้กับชั้นพลังงานหรือกราวด์ สำหรับ PCBS ความหนาแน่นสูงที่มีส่วนประกอบทั้งบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง การเชื่อมต่อที่สั้นมาก และการเติมพื้นจำนวนมาก ให้พิจารณาใช้เส้นด้านใน สำหรับ PCBS แบบสองด้าน จะใช้แหล่งจ่ายไฟและกริดที่ประสานกันอย่างแน่นหนา สายไฟอยู่ติดกับพื้นและควรเชื่อมต่อให้มากที่สุดระหว่างเส้นแนวตั้งและแนวนอนหรือโซนเติม ขนาดของ PCB กริดด้านเดียวต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 60 มม. ถ้าเป็นไปได้ ขนาดกริดต้องน้อยกว่า 13 มม.

วิธีการออกแบบป้องกัน ESD ของบอร์ด PCB

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบอร์ดคัดลอก PCB แต่ละวงจรมีขนาดกะทัดรัดที่สุด

วางขั้วต่อทั้งหมดไว้ด้านข้างให้มากที่สุด

ถ้าเป็นไปได้ ให้วางสายไฟ PCB จากตรงกลางการ์ดให้ห่างจากบริเวณที่สัมผัสกับ ESD โดยตรง

ในเลเยอร์ PCB ทั้งหมดด้านล่างตัวเชื่อมต่อที่นำออกจากแชสซี (แผงคัดลอก PCB มีความเสี่ยงต่อ ESD) ให้วางแชสซีที่กว้างหรือพื้นที่เต็มไปด้วยรูปหลายเหลี่ยมแล้วเชื่อมต่อเข้าด้วยกันด้วยรูที่ระยะห่างประมาณ 13 มม.

รูยึดบอร์ดคัดลอก PCB วางอยู่ที่ขอบการ์ด และแผ่นด้านบนและด้านล่างของฟลักซ์เปิดของบอร์ดคัดลอก PCB เชื่อมต่อกับกราวด์ของแชสซีรอบๆ รูยึด

เมื่อประกอบ PCB อย่าใช้บัดกรีใด ๆ บนแผ่นคัดลอก PCB ที่ชั้นบนหรือล่าง ใช้สกรูที่มีแหวนรองคัดลอก PCB ในตัวเพื่อให้มีการสัมผัสกันระหว่าง PCB และ PCB ที่แน่นหนา/ป้องกันโครงเครื่องโลหะหรือส่วนรองรับบนพื้นดิน

ควรตั้งค่า “โซนแยก” เดียวกันระหว่างพื้นแชสซีและพื้นวงจรในแต่ละชั้น ถ้าเป็นไปได้ ให้รักษาระยะห่างไว้ที่ 0.64 มม.

ที่ด้านบนและด้านล่างของการ์ดใกล้กับรูยึด PCB เชื่อมต่อกราวด์ของแชสซีและกราวด์ของวงจรพร้อมกับสายกว้าง 1.27 มม. ทุก ๆ 100 มม. ตามสายกราวด์ของแชสซี ติดกับจุดเชื่อมต่อเหล่านี้ แผ่นรองหรือรูสำหรับติดตั้งจะวางอยู่ระหว่างพื้นแชสซีและบอร์ด PCB ของพื้นวงจร การเชื่อมต่อกราวด์เหล่านี้สามารถตัดด้วยใบมีดเพื่อเปิดทิ้งไว้ หรือกระโดดด้วยลูกปัดแม่เหล็ก/คาปาซิเตอร์ความถี่สูง

หากไม่ได้วางแผงวงจรในกล่องโลหะหรืออุปกรณ์ป้องกันการคัดลอก PCB สายกราวด์แชสซีด้านบนและด้านล่างของแผงวงจรจะไม่สามารถเคลือบด้วยความต้านทานการบัดกรีเพื่อให้สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดอาร์ค ESD

การตั้งค่าวงแหวนรอบวงจรในโหมดคัดลอก PCB ต่อไปนี้:

(1) นอกจากขอบของตัวอ่านบอร์ด PCB และแชสซีแล้ว ขอบทั้งหมดยังถูกวางไว้รอบๆ ทางเดินของวงแหวน

(2) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความกว้างของชั้นทั้งหมดมากกว่า 2.5 มม.

(3) รูเชื่อมต่อเป็นวงแหวนทุก ๆ 13 มม.

(4) เชื่อมต่อกราวด์วงแหวนกับกราวด์ทั่วไปของวงจรคัดลอก PCB หลายชั้นเข้าด้วยกัน

(5) สำหรับบอร์ด PCB สองด้านที่ติดตั้งในกล่องโลหะหรืออุปกรณ์ป้องกัน ควรต่อกราวด์ของวงแหวนเข้ากับวงจรร่วมกัน สำหรับวงจรสองด้านที่ไม่มีฉนวนหุ้ม ควรต่อกราวด์วงแหวนกับแชสซี กราวด์ของวงแหวนไม่ควรเคลือบด้วยฟลักซ์ เพื่อให้กราวด์ของวงแหวนสามารถทำหน้าที่เป็นแกนปลด ESD ได้ ควรวางช่องว่างกว้างอย่างน้อย 0.5 มม. ที่ไหนสักแห่งบนพื้นวงแหวน (ทุกชั้น) เพื่อให้บอร์ด PCB ไม่สามารถสร้างวงขนาดใหญ่ได้ การเดินสายสัญญาณไม่ควรน้อยกว่า 0.5 มม. จากกราวด์ของวงแหวน