提問(wèn)：現(xiàn)在 PCB 的集成度越來(lái)越高，高密度 PCB 的空間非常緊張，ESD 器件布局很難做到 “靠近接口”，有沒(méi)有什么解決方法？

    回答：隨著消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的小型化，高密度 PCB 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這類(lèi) PCB 的特點(diǎn)是元器件密度高、走線密集、空間緊張，給 ESD 器件布局帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。但只要掌握正確的方法，即使在有限的空間里，也能實(shí)現(xiàn)有效的 ESD 防護(hù)。

 

 

首先，我們要明確高密度 PCB 的 ESD 防護(hù)核心：在有限的空間內(nèi)，盡可能縮短靜電脈沖的傳輸路徑。這需要從器件選型、布局規(guī)劃、走線設(shè)計(jì)三個(gè)方面入手。

 

第一步：選擇小型化的 ESD 器件傳統(tǒng)的 ESD 器件封裝較大（如 SOD-123），在高密度 PCB 中會(huì)占用過(guò)多空間?，F(xiàn)在市面上有很多小型化的 ESD 器件，如 0402、0201 封裝的貼片 ESD 器件，甚至是晶圓級(jí)封裝（WLP）的 ESD 器件。這些器件體積小，占用空間少，非常適合高密度 PCB。捷配在 PCB 打樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多客戶(hù)會(huì)選擇 0402 封裝的 ESD 器件，既能節(jié)省空間，又能保證防護(hù)效果。需要注意的是，小型化器件的功率可能較小，在選擇時(shí)要根據(jù)靜電沖擊的能量需求進(jìn)行匹配。

 

第二步：優(yōu)化布局規(guī)劃，預(yù)留 “ESD 區(qū)域”在高密度 PCB 的布局階段，要提前為 ESD 器件預(yù)留專(zhuān)門(mén)的區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，就是在外部接口（如 USB、網(wǎng)口）的附近，預(yù)留出足夠的空間放置 ESD 器件，避免后期布局時(shí)沒(méi)有位置。例如，在設(shè)計(jì)手機(jī)主板時(shí)，工程師會(huì)在充電接口、耳機(jī)接口的附近預(yù)留出幾平方毫米的空間，專(zhuān)門(mén)放置 ESD 器件。同時(shí)，要將 ESD 器件與核心芯片、高頻線路分開(kāi)布局，避免信號(hào)耦合。

 

第三步：采用 “多層板 + 地平面” 設(shè)計(jì)，優(yōu)化接地方式高密度 PCB 通常采用多層板設(shè)計(jì)，這為 ESD 防護(hù)提供了便利。我們可以利用內(nèi)層的地平面，為 ESD 器件提供低阻抗的接地路徑。具體來(lái)說(shuō)，將 ESD 器件的接地引腳通過(guò)過(guò)孔直接連接到內(nèi)層地平面，這樣可以大大縮短接地路徑的長(zhǎng)度，減少寄生電感。同時(shí)，多層板的地平面可以吸收靜電脈沖的能量，防止脈沖耦合到其他線路。捷配在處理高密度 PCB 訂單時(shí)，會(huì)建議客戶(hù)采用 4 層及以上的板層結(jié)構(gòu)，利用內(nèi)層地平面增強(qiáng) ESD 防護(hù)效果。

 

第四步：采用 “共享接地” 和 “對(duì)稱(chēng)布局” 技巧在空間非常緊張的情況下，可以采用 “共享接地” 的方式，即多個(gè) ESD 器件的接地引腳通過(guò)一個(gè)公共的接地過(guò)孔連接到地平面。但需要注意的是，共享接地的過(guò)孔要足夠大，并且位置要靠近 ESD 器件。對(duì)于差分信號(hào)線（如 USB3.0、HDMI），可以采用對(duì)稱(chēng)布局的方式，將 ESD 器件對(duì)稱(chēng)放置在兩條差分線的兩側(cè)，保證走線長(zhǎng)度一致，避免信號(hào)失真。

 

    此外，還可以通過(guò)捷配的 PCB 工藝能力，采用 “埋阻、埋容” 技術(shù)，將 ESD 器件集成到 PCB 內(nèi)部，進(jìn)一步節(jié)省表面空間。需要注意的是，高密度 PCB 的 ESD 器件布局需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行全面的規(guī)劃，結(jié)合器件選型和接地方式，才能在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的防護(hù)。