Kodėl yra jautrios linijos PCB kraštai, linkę į ESD trukdžius?

Sistemos atstatymas įvyko, kai įžeminimo stendas buvo išbandytas naudojant įžeminimo terminale esantį 6KV ESD kontaktinį išleidimą. Bandymo metu Y kondensatorius, prijungtas prie įžeminimo gnybto, ir vidinis skaitmeninis darbinis įžeminimas buvo atjungtas, o bandymo rezultatas žymiai nepagerėjo.

ESD trukdžiai įvairiomis formomis patenka į vidinę gaminio grandinę. Šiuo atveju bandomiems gaminiams bandymo taškas yra įžeminimo taškas, didžioji ESD trukdžių energijos dalis nutekės nuo įžeminimo linijos, tai yra, ESD srovė nepatenka tiesiai į vidinę gaminio grandinę, bet , IEC61000-4-2 standartinėje ESD bandymo aplinkoje šioje stalo įrangoje, įžeminimo linijos ilgis apie 1 m, Įžeminimo linija sukels didesnę švino induktyvumą (gali būti naudojama 1 u H/m apskaičiuoti), elektrostatinės iškrovos trukdžiai atsiranda (1 pav. Jungiklis K) uždarius, aukštas dažnis (mažesnis nei 1 ns, kylanti išilgai elektrostatinės iškrovos srovės) kad išbandyti produktai atitiktų nulio įtampą (1 pav. G taško įtampa K nėra lygi nuliui uždarius). Ši nulinė įtampa įžeminimo gnybte toliau pateks į vidinę gaminio grandinę. 1 paveiksle pateikta scheminė ESD trukdžių į gaminio viduje esančią PCB schema.

Fig. 1 ESD trukdžių, patenkančių į PCB gaminio viduje, schema

Iš 1 paveikslo taip pat matyti, kad CP1 (parazitinė talpa tarp išleidimo taško ir GND), Cp2 (parazitinė talpa tarp PCB plokštės ir etaloninio įžeminimo grindų), PCB plokštės (GND) ir elektrostatinio iškrovimo pistoleto (įskaitant įžeminimo laidą) darbinis pagrindas. elektrostatinio iškrovimo pistoletas) kartu sudaro trikdžių kelią, o trukdžių srovė yra ICM. Šiame trukdžių kelyje PCB plokštė yra viduryje, o šiuo metu PCB akivaizdžiai trikdo elektrostatinė iškrova. Jei gaminyje yra kitų kabelių, trikdžiai bus stipresni.

Kaip trukdžiai lėmė išbandyto produkto atstatymą? Atidžiai išnagrinėjus išbandyto produkto PCB, nustatyta, kad PCB centrinio procesoriaus atstatymo valdymo linija buvo uždėta ant PCB krašto ir už GND plokštumos, kaip parodyta 2 paveiksle.

Norėdami paaiškinti, kodėl spausdintinės linijos PCB krašte yra pažeidžiamos, pradėkite nuo parazitinės talpos tarp spausdintų PCB eilučių ir atskaitos plokštės. Tarp atspausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės yra parazitinė talpa, kuri sutrikdys spausdintinę signalo liniją PCB plokštėje. Bendrojo režimo trukdžių įtampos, trukdančios spausdintinei linijai PCB, schema parodyta 3 paveiksle.

3 paveiksle parodyta, kad kai bendro režimo trukdžiai (bendro režimo trukdžių įtampa, palyginti su atskaitos įžeminimo grindimis) patenka į GND, tarp spausdintinės plokštės plokštės ir GND bus sukurta trukdžių įtampa. Ši trukdžių įtampa yra susijusi ne tik su varža tarp spausdintos linijos ir PCB plokštės GND (Z 3 pav.), Bet ir su parazitine talpa tarp spausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės PCB.

Darant prielaidą, kad varža Z tarp spausdintos linijos ir PCB plokštės GND nesikeičia, kai parazitinė talpa tarp spausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo grindų yra didesnė, trukdžių įtampa Vi tarp spausdintos linijos ir PCB plokštės GND yra didesnė. Ši įtampa sutampa su įprasta darbine įtampa PCB ir tiesiogiai paveiks PCB darbo grandinę.

Fig. 2 Tikroji bandomo produkto dalinio PCB laidų schema

Fig. 3 Bendrojo režimo trukdžių įtampos trukdžių PCB spausdinta linijos schema

Pagal formulę 1, apskaičiuojančią parazitinę talpą tarp atspausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės, parazitinė talpa tarp atspausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės priklauso nuo atstumo tarp atspausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės (H formulėje 1) ir lygiavertį elektrinio lauko plotą, suformuotą tarp atspausdintos linijos ir atskaitos įžeminimo plokštės

Akivaizdu, kad šiuo atveju grandinės konstrukcijai PCB atstatymo signalo linija yra išdėstyta ant PCB plokštės krašto ir nukrito už GND plokštumos, todėl signalo atkūrimo linija bus labai sutrikdyta, todėl ESD metu atsiras sistemos atstatymo reiškinys testas.