Perché le linee sensibili sono a PCB bordi soggetti a interferenze ESD?

Il ripristino del sistema è avvenuto quando il banco di messa a terra è stato testato utilizzando una scarica di contatto ESD di 6KV al terminale di messa a terra. Durante il test, il condensatore Y collegato al terminale di terra e la massa di lavoro digitale interna è stato scollegato e il risultato del test non è stato migliorato in modo significativo.

L’interferenza ESD entra nel circuito interno del prodotto in varie forme. Per i prodotti testati in questo caso, il punto di prova è il punto di massa, la maggior parte dell’energia di interferenza ESD fluirà lontano dalla linea di messa a terra, vale a dire, la corrente ESD non scorre direttamente nel circuito interno del prodotto, ma , nell’ambiente di prova ESD standard IEC61000-4-2 in questa apparecchiatura da tavolo, la lunghezza della linea di messa a terra in circa 1 m, La linea di messa a terra produrrà un’induttanza del cavo maggiore (può essere utilizzata per stimare 1 u H/m), l’interferenza della scarica elettrostatica si verifica (figura 1 interruttore K) quando è chiusa, l’alta frequenza (meno di 1 ns che sale lungo la corrente di scarica elettrostatica non fare in modo che i prodotti testati soddisfino la tensione zero del sito (FIG. 1 La tensione del punto G in K non è zero quando è chiusa). Questa tensione diversa da zero al terminale di terra entrerà ulteriormente nel circuito interno del prodotto. La Figura 1 ha fornito il diagramma schematico dell’interferenza ESD nel PCB all’interno del prodotto.

FICO. 1 Diagramma schematico dell’interferenza ESD che entra nel PCB all’interno del prodotto

Si può anche vedere dalla Figura 1 che CP1 (capacità parassita tra punto di scarica e GND), Cp2 (capacità parassita tra scheda PCB e pavimento di messa a terra di riferimento), massa di lavoro della scheda PCB (GND) e pistola a scarica elettrostatica (compreso il cavo di messa a terra del pistola a scarica elettrostatica) insieme formano un percorso di interferenza e la corrente di interferenza è ICM. In questo percorso di interferenza, la scheda PCB è nel mezzo e il PCB è ovviamente disturbato da scariche elettrostatiche in questo momento. Se sono presenti altri cavi nel prodotto, l’interferenza sarà più grave.

In che modo l’interferenza ha portato al ripristino del prodotto testato? Dopo un attento esame del PCB del prodotto testato, è stato riscontrato che la linea di controllo del reset della CPU nel PCB era posizionata sul bordo del PCB e all’esterno del piano GND, come mostrato nella Figura 2.

Per spiegare perché le linee stampate sul bordo di un PCB sono suscettibili alle interferenze, inizia con la capacità parassita tra le linee stampate nel PCB e la piastra di massa di riferimento. C’è una capacità parassita tra la linea stampata e la piastra di messa a terra di riferimento, che disturberà la linea del segnale stampato nella scheda PCB. Il diagramma schematico della tensione di interferenza di modo comune che interferisce con la linea stampata nel PCB è mostrato nella Figura 3.

La Figura 3 mostra che quando l’interferenza di modo comune (la tensione di interferenza di modo comune relativa al piano di messa a terra di riferimento) entra in GND, verrà generata una tensione di interferenza tra la linea stampata nella scheda PCB e GND. Questa tensione di interferenza è correlata non solo all’impedenza tra la linea stampata e il GND della scheda PCB (Z in Figura 3) ma anche alla capacità parassita tra la linea stampata e la piastra di massa di riferimento nel PCB.

Supponendo che l’impedenza Z tra la linea stampata e GND della scheda PCB sia invariata, quando la capacità parassita tra la linea stampata e il piano di massa di riferimento è maggiore, la tensione di interferenza Vi tra la linea stampata e GND della scheda PCB è maggiore. Questa tensione si sovrappone alla normale tensione di lavoro nel PCB e influenzerà direttamente il circuito di lavoro nel PCB.

FICO. 2 Schema effettivo del cablaggio PCB parziale del prodotto testato

FICO. 3 Interferenza di tensione di interferenza di modo comune Schema schematico della linea stampata PCB

Secondo la formula 1 per il calcolo della capacità parassita tra la linea stampata e la piastra di massa di riferimento, la capacità parassita tra la linea stampata e la piastra di massa di riferimento dipende dalla distanza tra la linea stampata e la piastra di massa di riferimento (H in Formula 1) e l’area equivalente del campo elettrico formata tra la linea stampata e la piastra di messa a terra di riferimento

Ovviamente, per la progettazione del circuito in questo caso, la linea del segnale di ripristino nel PCB è disposta sul bordo della scheda PCB ed è caduta al di fuori del piano GND, quindi la linea del segnale di ripristino subirà forti interferenze, con conseguente fenomeno di ripristino del sistema durante l’ESD test.