Kwa nini laini nyeti ni PCB kingo zinazokabiliwa na kuingiliwa na ESD?

Usanidi wa mfumo ulitokea wakati benchi ya kutuliza ilijaribiwa kwa kutumia kutokwa kwa mawasiliano ya ESD ya 6KV kwenye kituo cha kutuliza. Wakati wa jaribio, capacitor Y iliunganishwa na terminal ya ardhi na uwanja wa kazi wa dijiti wa ndani ulikatishwa, na matokeo ya jaribio hayakuboreshwa sana.

Uingiliano wa ESD huingia kwenye mzunguko wa ndani wa bidhaa kwa aina anuwai. Kwa bidhaa zilizojaribiwa katika kesi hii, hatua ya majaribio ni hatua ya ardhini, nguvu nyingi za kuingiliwa na ESD zitatoka mbali na mstari wa kutuliza, ambayo ni kusema, ESD sasa haina mtiririko wa moja kwa moja kwenye mzunguko wa ndani wa bidhaa, lakini , katika mazingira ya kipimo cha ESD cha IEC61000-4-2 katika vifaa vya meza hii, urefu wa laini ya kutuliza karibu 1m, Mstari wa kutuliza utazalisha inductance kubwa ya risasi (inaweza kutumika kukadiria 1 u H / m), kuingiliwa kwa kutokwa kwa umeme kunatokea (takwimu 1 kubadili K) wakati imefungwa, masafa ya juu (chini ya 1 ns inayoinuka kando ya kutokwa kwa umeme wa sasa haina fanya bidhaa zilizojaribiwa zikidhi voltage ya tovuti (FIG. 1 G voltage voltage katika K sio sifuri wakati imefungwa). Voltage isiyo ya sifuri kwenye uwanja wa ardhi itaingia zaidi kwenye mzunguko wa ndani wa bidhaa. Kielelezo 1 kimetoa mchoro wa muundo wa kuingiliwa kwa ESD kwenye PCB ndani ya bidhaa.

MFANO. Mchoro wa kiufundi wa kuingiliwa kwa ESD kuingia PCB ndani ya bidhaa

Inaweza pia kuonekana kutoka kwa Kielelezo 1 kwamba CP1 (uwezo wa vimelea kati ya sehemu ya kutokwa na GND), Cp2 (uwezo wa vimelea kati ya bodi ya PCB na sakafu ya kutafakari), uwanja wa kazi wa bodi ya PCB (GND) na bunduki ya kutokwa kwa umeme (pamoja na waya wa kutuliza wa bunduki ya kutokwa na umeme) pamoja huunda njia ya kuingiliwa, na sasa kuingiliwa ni ICM. Katika njia hii ya kuingiliwa, bodi ya PCB iko katikati, na PCB ni wazi inasumbuliwa na kutokwa kwa umeme kwa wakati huu. Ikiwa kuna nyaya zingine kwenye bidhaa, kuingiliwa itakuwa kali zaidi.

Je! Kuingiliwa kulisababisha upya kwa bidhaa iliyojaribiwa? Baada ya kuchunguza kwa uangalifu PCB ya bidhaa iliyojaribiwa, iligundulika kuwa laini ya kudhibiti upya wa CPU kwenye PCB iliwekwa pembeni mwa PCB na nje ya ndege ya GND, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 2.

Kuelezea ni kwanini laini zilizochapishwa pembeni mwa PCB zinahusika na kuingiliwa, anza na uwezo wa vimelea kati ya laini zilizochapishwa kwenye PCB na sahani ya ardhi ya kumbukumbu. Kuna uwezo wa vimelea kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza ya kumbukumbu, ambayo itasumbua laini ya ishara iliyochapishwa kwenye bodi ya PCB. Mchoro wa kielelezo wa hali ya kawaida ya kuingiliwa kwa voltage inayoingilia laini iliyochapishwa kwenye PCB imeonyeshwa kwenye Kielelezo 3.

Kielelezo 3 kinaonyesha kuwa wakati usumbufu wa hali ya kawaida (voltage ya kawaida ya kuingiliwa inayohusiana na sakafu ya kutuliza) inaingia GND, voltage ya kuingiliwa itazalishwa kati ya laini iliyochapishwa kwenye bodi ya PCB na GND. Voltage hii ya kuingiliwa haihusiani tu na impedance kati ya laini iliyochapishwa na GND ya bodi ya PCB (Z kwenye Kielelezo 3) lakini pia na uwezo wa vimelea kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza ya kumbukumbu kwenye PCB.

Kwa kudhani kuwa impedance Z kati ya laini iliyochapishwa na bodi ya PCB GND haibadiliki, wakati uwezo wa vimelea kati ya laini iliyochapishwa na sakafu ya kutuliza ya kumbukumbu ni kubwa, voltage ya kuingiliwa Vi kati ya laini iliyochapishwa na bodi ya PCB GND ni kubwa zaidi. Voltage hii imewekwa na voltage ya kawaida ya kazi katika PCB na itaathiri moja kwa moja mzunguko wa kazi katika PCB.

MFANO. Mchoro halisi wa wiring ya sehemu ya PCB ya bidhaa iliyojaribiwa

MFANO. 3 Njia ya kawaida kuingiliwa kwa voltage kuingiliwa kwa PCB mchoro wa skimu

Kulingana na fomula 1 ya kuhesabu uwezo wa vimelea kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza ya kumbukumbu, uwezo wa vimelea kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza kumbukumbu inategemea umbali kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza ya kumbukumbu (H katika Mfumo 1) na eneo sawa la uwanja wa umeme ulioundwa kati ya laini iliyochapishwa na sahani ya kutuliza ya kumbukumbu

Kwa wazi, kwa muundo wa mzunguko katika kesi hii, laini ya ishara iliyowekwa upya kwenye PCB imepangwa pembeni mwa bodi ya PCB na imeshuka nje ya ndege ya GND, kwa hivyo laini ya ishara ya kuweka upya itaingiliwa sana, na kusababisha uzushi wa mfumo upya wakati wa ESD mtihani.