لماذا الخطوط الحساسة في PCB حواف عرضة للتدخل ESD؟

تمت إعادة ضبط النظام عندما تم اختبار منصة التأريض باستخدام تفريغ التلامس ESD لـ 6KV عند طرف التأريض. أثناء الاختبار ، تم فصل مكثف Y المتصل بالمحطة الأرضية وأرض العمل الرقمية الداخلية ، ولم تتحسن نتيجة الاختبار بشكل كبير.

يدخل تداخل ESD إلى الدائرة الداخلية للمنتج بأشكال مختلفة. بالنسبة للمنتجات التي تم اختبارها في هذه الحالة ، تكون نقطة الاختبار هي نقطة الأرض ، وسوف تتدفق معظم طاقة التداخل ESD بعيدًا عن خط التأريض ، أي أن تيار ESD لا يتدفق مباشرة إلى الدائرة الداخلية للمنتج ، ولكن ، في بيئة اختبار ESD القياسية IEC61000-4-2 في معدات الجدول هذه ، يبلغ طول خط التأريض حوالي 1 متر ، سينتج خط التأريض محاثة أكبر للرصاص (يمكن استخدامها لتقدير 1 u H / m) ، ويحدث تداخل التفريغ الكهروستاتيكي (الشكل 1 التبديل K) عند الإغلاق ، والتردد العالي (أقل من 1 نانوثانية ترتفع على طول تيار التفريغ الكهروستاتيكي لا جعل المنتجات التي تم اختبارها تفي بجهد الموقع صفر (FIG. 1 نقطة G نقطة الجهد في K ليست صفرًا عند الإغلاق). سوف يدخل هذا الجهد غير الصفري عند طرف الأرض إلى الدائرة الداخلية للمنتج. قدم الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لتداخل ESD في ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل المنتج.

تين. 1 رسم تخطيطي لتداخل ESD الذي يدخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل المنتج

يمكن أيضًا أن نرى من الشكل 1 أن CP1 (السعة الطفيلية بين نقطة التفريغ و GND) ، Cp2 (السعة الطفيلية بين لوحة PCB وأرضية التأريض المرجعية) ، أرضية عمل لوحة PCB (GND) ومسدس التفريغ الكهروستاتيكي (بما في ذلك سلك التأريض لـ مسدس التفريغ الكهروستاتيكي) معًا يشكلان مسار تداخل ، ويكون تيار التداخل هو ICM. في مسار التداخل هذا ، تكون لوحة PCB في المنتصف ، ومن الواضح أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور منزعج من التفريغ الكهروستاتيكي في هذا الوقت. إذا كانت هناك كبلات أخرى في المنتج ، فسيكون التداخل أكثر حدة.

كيف أدى التداخل إلى إعادة ضبط المنتج الذي تم اختباره؟ بعد الفحص الدقيق لـ PCB للمنتج الذي تم اختباره ، وجد أن خط التحكم في إعادة تعيين وحدة المعالجة المركزية في PCB تم وضعه على حافة PCB وخارج مستوى GND ، كما هو موضح في الشكل 2.

لتوضيح سبب تعرض الخطوط المطبوعة على حافة ثنائي الفينيل متعدد الكلور للتداخل ، ابدأ بالسعة الطفيلية بين الخطوط المطبوعة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ولوحة الأرضية المرجعية. توجد سعة طفيلية بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية ، والتي ستزعج خط الإشارة المطبوعة في لوحة PCB. يظهر الرسم التخطيطي لجهد تداخل الوضع الشائع الذي يتداخل مع الخط المطبوع في ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الشكل 3.

يوضح الشكل 3 أنه عند دخول تداخل الوضع المشترك (جهد تداخل الوضع المشترك بالنسبة إلى أرضية التأريض المرجعية) إلى GND ، سيتم إنشاء جهد تداخل بين الخط المطبوع في لوحة PCB و GND. لا يرتبط جهد التداخل هذا فقط بالمقاومة بين الخط المطبوع و GND للوحة PCB (Z في الشكل 3) ولكن أيضًا بالسعة الطفيلية بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية في PCB.

بافتراض أن الممانعة Z بين الخط المطبوع ولوحة PCB GND لم تتغير ، عندما تكون السعة الطفيلية بين الخط المطبوع والأرضية المرجعية أكبر ، يكون جهد التداخل VI بين الخط المطبوع ولوحة PCB GND أكبر. يتم فرض هذا الجهد مع جهد العمل العادي في ثنائي الفينيل متعدد الكلور وسيؤثر بشكل مباشر على دائرة العمل في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

تين. 2 الرسم التخطيطي الفعلي لأسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور الجزئي للمنتج الذي تم اختباره

تين. 3 تداخل جهد تداخل الوضع المشترك PCB رسم تخطيطي لخط مطبوع

وفقًا للصيغة 1 لحساب السعة الطفيلية بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية ، تعتمد السعة الطفيلية بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية على المسافة بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية (H في الصيغة 1) والمساحة المكافئة للحقل الكهربائي المتكون بين الخط المطبوع ولوحة التأريض المرجعية

من الواضح ، بالنسبة لتصميم الدائرة في هذه الحالة ، يتم ترتيب خط إشارة إعادة الضبط في PCB على حافة لوحة PCB وقد سقط خارج مستوى GND ، وبالتالي فإن خط إشارة إعادة الضبط سيتداخل بشكل كبير ، مما يؤدي إلى ظاهرة إعادة تعيين النظام أثناء ESD اختبار.