Kāpēc ir jutīgas līnijas pie PCB malas, kurām ir nosliece uz ESD traucējumiem?

Sistēmas atiestatīšana notika, kad zemējuma stends tika pārbaudīts, izmantojot 6KV ESD kontakta izlādi pie zemējuma spailes. Pārbaudes laikā Y kondensators, kas savienots ar zemējuma spaili un iekšējo digitālo darba zemi, tika atvienots, un testa rezultāts netika būtiski uzlabots.

ESD traucējumi iekļūst produkta iekšējā ķēdē dažādās formās. Pārbaudītajiem produktiem šajā gadījumā testa punkts ir zemējuma punkts, lielākā daļa ESD traucējumu enerģijas plūst prom no zemējuma līnijas, tas ir, ESD strāva neplūst tieši izstrādājuma iekšējā ķēdē, bet , IEC61000-4-2 standarta ESD testa vidē šajā galda aprīkojumā, zemējuma līnijas garums ir aptuveni 1 m, Zemējuma līnija radīs lielāku svina induktivitāti (var izmantot, lai novērtētu 1 u H/m), elektrostatiskās izlādes traucējumi rodas (1. attēla slēdzis K), kad tā ir aizvērta, augstfrekvence (mazāk nekā 1 ns, kas paceļas gar elektrostatiskās izlādes strāvu) pārbaudītajiem produktiem jāatbilst vietas nulles spriegumam (1. att. G punkta spriegums K nav aizvērts). Šis nulles spriegums zemējuma spailē tālāk nonāks izstrādājuma iekšējā ķēdē. 1. attēlā ir sniegta shematiska diagramma par ESD traucējumiem produkta PCB.

FIG. 1 Shematiska diagramma par ESD traucējumiem, kas iekļūst PCB izstrādājuma iekšpusē

No 1. attēla var redzēt arī to, ka CP1 (parazītu kapacitāte starp izlādes punktu un GND), Cp2 (parazītiskā kapacitāte starp PCB plāksni un atsauces zemējuma grīdu), PCB plāksnes (GND) un elektrostatiskās izlādes pistole (ieskaitot zemējuma vadu) elektrostatiskās izlādes pistole) kopā veido traucējumu ceļu, un traucējumu strāva ir ICM. Šajā traucējumu ceļā PCB plāksne atrodas vidū, un šajā laikā PCB acīmredzami traucē elektrostatiskā izlāde. Ja izstrādājumā ir citi kabeļi, traucējumi būs spēcīgāki.

Kā traucējumi izraisīja pārbaudītā produkta atiestatīšanu? Pēc rūpīgas pārbaudītā produkta PCB pārbaudes tika konstatēts, ka CPU atiestatīšanas vadības līnija PCB tika novietota uz PCB malas un ārpus GND plaknes, kā parādīts 2. attēlā.

Lai izskaidrotu, kāpēc iespiestas līnijas PCB malā ir jutīgas pret traucējumiem, sāciet ar parazītisko kapacitāti starp iespiestajām līnijām PCB un atskaites pamatplāksni. Starp drukāto līniju un atsauces zemējuma plāksni ir parazītiska kapacitāte, kas traucēs iespiesto signāla līniju PCB plāksnē. Kopējā režīma traucējumu sprieguma shematiskā shēma, kas traucē iespiesto līniju PCB, ir parādīta 3. attēlā.

3. attēlā redzams, ka tad, kad kopējā režīma traucējumi (kopējā režīma traucējumu spriegums attiecībā pret atsauces zemējuma grīdu) nonāk GND, starp iespiesto līniju PCB plāksnē un GND tiks radīts traucējumu spriegums. Šis traucējumu spriegums ir saistīts ne tikai ar pretestību starp iespiesto līniju un PCB plates GND (Z 3. attēlā), bet arī ar parazītu kapacitāti starp drukāto līniju un atsauces zemējuma plāksni PCB.

Pieņemot, ka pretestība Z starp drukāto līniju un PCB plāksni GND nav mainījusies, ja parazitārā kapacitāte starp drukāto līniju un atsauces zemējuma grīdu ir lielāka, traucējumu spriegums Vi starp drukāto līniju un PCB plāksni GND ir lielāks. Šis spriegums tiek pārklāts ar parasto darba spriegumu PCB un tieši ietekmēs PCB darba ķēdi.

FIG. 2 Faktiskā diagramma par pārbaudītā produkta daļēju PCB vadu

FIG. 3 Parastā režīma traucējumu sprieguma traucējumu PCB drukātā līnijas shematiska diagramma

Saskaņā ar formulu 1 parazītu kapacitātes aprēķināšanai starp iespiesto līniju un atskaites zemējuma plāksni, parazītu kapacitāte starp drukāto līniju un atsauces zemējuma plāksni ir atkarīga no attāluma starp iespiesto līniju un atsauces zemējuma plāksni (H formulā 1) un līdzvērtīgais elektriskā lauka laukums, kas izveidots starp iespiesto līniju un atskaites zemējuma plāksni

Acīmredzot šajā gadījumā shēmas konstrukcijai PCB atiestatīšanas signāla līnija ir izvietota uz PCB plates malas un nokritusi ārpus GND plaknes, tāpēc atiestatīšanas signāla līnija tiks ievērojami traucēta, kā rezultātā sistēmas atiestatīšanas parādība ESD laikā pārbaude.