Γιατί υπάρχουν ευαίσθητες γραμμές στο PCB άκρα επιρρεπή σε παρεμβολές ESD;

Η επαναφορά του συστήματος συνέβη όταν ο πάγκος γείωσης δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας εκκένωση επαφής ESD 6KV στον ακροδέκτη γείωσης. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, ο πυκνωτής Υ συνδέθηκε με τον ακροδέκτη γείωσης και η εσωτερική ψηφιακή γείωση εργασίας αποσυνδέθηκε και το αποτέλεσμα της δοκιμής δεν βελτιώθηκε σημαντικά.

Η παρεμβολή ESD εισέρχεται στο εσωτερικό κύκλωμα του προϊόντος με διάφορες μορφές. Για τα δοκιμασμένα προϊόντα σε αυτήν την περίπτωση, το σημείο δοκιμής είναι το σημείο γείωσης, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας παρεμβολής ESD θα ρέει μακριά από τη γραμμή γείωσης, δηλαδή το ρεύμα ESD δεν ρέει απευθείας στο εσωτερικό κύκλωμα του προϊόντος, αλλά , στο τυπικό περιβάλλον δοκιμής ESD IEC61000-4-2 σε αυτόν τον επιτραπέζιο εξοπλισμό, το μήκος της γραμμής γείωσης σε περίπου 1m, Η γραμμή γείωσης θα παράγει μεγαλύτερη επαγωγή μολύβδου (μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό 1 u H/m), εμφανίζεται η ηλεκτροστατική παρεμβολή εκκένωσης (εικόνα 1 διακόπτης K) όταν είναι κλειστή, υψηλής συχνότητας (λιγότερο από 1 ns αυξάνεται κατά μήκος του ηλεκτροστατικού ρεύματος εκκένωσης δεν Κάντε τα προϊόντα που δοκιμάστηκαν να πληρούν τη μηδενική τάση (ΕΙΚ. 1 τάση σημείου G στο Κ δεν είναι μηδενική όταν είναι κλειστή). Αυτή η μη μηδενική τάση στον ακροδέκτη γείωσης θα εισέλθει περαιτέρω στο εσωτερικό κύκλωμα του προϊόντος. Το σχήμα 1 έδωσε το σχηματικό διάγραμμα της παρεμβολής ESD στο PCB μέσα στο προϊόν.

ΣΥΚΟ. 1 Σχηματικό διάγραμμα παρεμβολών ESD που εισέρχονται στο PCB μέσα στο προϊόν

Μπορεί επίσης να φανεί από το σχήμα 1 ότι CP1 (παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ του σημείου εκκένωσης και του GND), Cp2 (παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ του πίνακα PCB και του δαπέδου αναφοράς αναφοράς), γείωση εργασίας της πλακέτας PCB (GND) και ηλεκτροστατικό πιστόλι εκκένωσης (συμπεριλαμβανομένου του καλωδίου γείωσης του ηλεκτροστατικό πιστόλι εκκένωσης) σχηματίζουν μαζί μια διαδρομή παρεμβολής και το ρεύμα παρεμβολής είναι ICM. Σε αυτή τη διαδρομή παρεμβολής, η πλακέτα PCB βρίσκεται στη μέση και το PCB διαταράσσεται προφανώς από ηλεκτροστατική εκκένωση αυτή τη στιγμή. Εάν υπάρχουν άλλα καλώδια στο προϊόν, οι παρεμβολές θα είναι πιο σοβαρές.

Πώς η παρέμβαση οδήγησε στην επαναφορά του δοκιμασμένου προϊόντος; Μετά από προσεκτική εξέταση του PCB του δοκιμασμένου προϊόντος, διαπιστώθηκε ότι η γραμμή ελέγχου επαναφοράς της CPU στο PCB τοποθετήθηκε στην άκρη του PCB και έξω από το επίπεδο GND, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

Για να εξηγήσετε γιατί οι εκτυπωμένες γραμμές στην άκρη ενός PCB είναι επιρρεπείς σε παρεμβολές, ξεκινήστε με την παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ των τυπωμένων γραμμών στο PCB και της πλάκας γείωσης αναφοράς. Υπάρχει μια παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς, η οποία θα διαταράξει την εκτυπωμένη γραμμή σήματος στην πλακέτα PCB. Το σχηματικό διάγραμμα της τάσης παρεμβολής κοινής λειτουργίας που παρεμβαίνει στην εκτυπωμένη γραμμή στο PCB φαίνεται στο σχήμα 3.

Το σχήμα 3 δείχνει ότι όταν η παρεμβολή κοινού τρόπου (η τάση παρεμβολής κοινού τρόπου σε σχέση με το δάπεδο γείωσης αναφοράς) εισέλθει στο GND, θα δημιουργηθεί μια τάση παρεμβολής μεταξύ της εκτυπωμένης γραμμής στην πλακέτα PCB και του GND. Αυτή η τάση παρεμβολής σχετίζεται όχι μόνο με τη σύνθετη αντίσταση μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και του GND της πλακέτας PCB (Z στο σχήμα 3) αλλά και με την παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ της εκτυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς στο PCB.

Υποθέτοντας ότι η σύνθετη αντίσταση Ζ μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και του πίνακα PCB GND είναι αμετάβλητη, όταν η παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και του δαπέδου αναφοράς είναι μεγαλύτερη, η τάση παρεμβολής Vi μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλακέτας PCB GND είναι μεγαλύτερη. Αυτή η τάση υπερτίθεται με την κανονική τάση λειτουργίας στο PCB και θα επηρεάσει άμεσα το κύκλωμα εργασίας στο PCB.

ΣΥΚΟ. 2 Πραγματικό διάγραμμα μερικής καλωδίωσης PCB του δοκιμασμένου προϊόντος

ΣΥΚΟ. 3 Συνήθης τρόπος παρεμβολής τάσης παρεμβολής PCB τυπωμένη γραμμή σχηματικό διάγραμμα

Σύμφωνα με τον τύπο 1 για τον υπολογισμό της παρασιτικής χωρητικότητας μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς, η παρασιτική χωρητικότητα μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς (H στον τύπο 1) και η ισοδύναμη περιοχή του ηλεκτρικού πεδίου που σχηματίζεται μεταξύ της τυπωμένης γραμμής και της πλάκας γείωσης αναφοράς

Προφανώς, για τον σχεδιασμό του κυκλώματος σε αυτήν την περίπτωση, η γραμμή σήματος επαναφοράς στο PCB είναι διατεταγμένη στην άκρη της πλακέτας PCB και έχει πέσει έξω από το επίπεδο GND, οπότε η γραμμή σήματος επαναφοράς θα επηρεαστεί πολύ, με αποτέλεσμα το φαινόμενο επαναφοράς συστήματος κατά τη διάρκεια της ESD δοκιμή.