Hassas hatlar neden PCB ESD girişimine eğilimli kenarlar?

Sistem sıfırlaması, topraklama terminalinde 6KV’lik ESD kontak deşarjı kullanılarak topraklama tezgahı test edildiğinde meydana geldi. Test sırasında, toprak terminaline bağlı Y kondansatörü ve dahili dijital çalışma toprağı bağlantısı kesildi ve test sonucu önemli ölçüde iyileşmedi.

ESD paraziti, ürünün dahili devresine çeşitli şekillerde girer. Bu durumda test edilen ürünler için test noktası toprak noktasıdır, ESD girişim enerjisinin çoğu topraklama hattından uzağa akacaktır, yani ESD akımı doğrudan ürünün iç devresine akmaz, ancak , IEC61000-4-2 standart ESD test ortamında bu tablo ekipmanlarında topraklama hattı uzunluğu yaklaşık 1m, Topraklama hattı daha büyük kurşun endüktansı üretecektir (1 u H/m’yi tahmin etmek için kullanılabilir), kapalıyken elektrostatik deşarj girişimi oluşur (şekil 1 K anahtarı), yüksek frekans (1 ns’den az elektrostatik deşarj akımı boyunca yükselir) test edilen ürünlerin site sıfır voltajını karşılamasını sağlayın (ŞEKİL 1 K’deki G nokta voltajı, kapalıyken sıfır değildir). Toprak terminalindeki bu sıfır olmayan voltaj ayrıca ürünün dahili devresine girecektir. Şekil 1, ürünün içindeki PCB’ye ESD girişiminin şematik diyagramını vermektedir.

İNCİR. 1 Ürün içinde PCB’ye giren ESD girişiminin şematik diyagramı

Şekil 1’de ayrıca CP1 (boşaltma noktası ile GND arasındaki parazitik kapasitans), Cp2 (PCB kartı ile referans topraklama zemini arasındaki parazitik kapasitans), PCB kartının (GND) çalışma zemini ve elektrostatik deşarj tabancasının (topraklama kablosu dahil) olduğu görülebilir. elektrostatik deşarj tabancası) birlikte bir girişim yolu oluşturur ve girişim akımı ICM’dir. Bu girişim yolunda, PCB kartı ortadadır ve PCB, şu anda elektrostatik deşarjdan açıkça rahatsızdır. Üründe başka kablolar varsa parazit daha şiddetli olacaktır.

Girişim, test edilen ürünün sıfırlanmasına nasıl yol açtı? Test edilen ürünün PCB’si dikkatli bir şekilde incelendikten sonra PCB’deki CPU’nun sıfırlama kontrol hattının Şekil 2’de gösterildiği gibi PCB’nin kenarına ve GND düzleminin dışına yerleştirildiği tespit edildi.

Bir PCB’nin kenarındaki yazdırılan çizgilerin neden parazite duyarlı olduğunu açıklamak için, PCB’deki basılı çizgiler ile referans toprak plakası arasındaki parazitik kapasitans ile başlayın. Basılı hat ile referans topraklama plakası arasında PCB kartındaki basılı sinyal hattını bozacak parazitik bir kapasitans vardır. PCB’deki basılı hattı engelleyen ortak mod girişim voltajının şematik diyagramı Şekil 3’te gösterilmektedir.

Şekil 3, ortak mod paraziti (referans topraklama katına göre ortak mod parazit voltajı) GND’ye girdiğinde, PCB kartındaki basılı hat ile GND arasında bir parazit voltajının üretileceğini göstermektedir. Bu enterferans voltajı sadece baskılı hat ile PCB kartının GND’si (Şekil 3’te Z) arasındaki empedans ile değil, aynı zamanda baskılı hat ile PCB’deki referans topraklama plakası arasındaki parazitik kapasitans ile de ilgilidir.

Basılı hat ile PCB kartı GND arasındaki empedansın Z değişmediği varsayıldığında, yazdırılan hat ile referans topraklama zemini arasındaki parazitik kapasitans daha büyük olduğunda, basılı hat ile PCB kartı GND arasındaki girişim gerilimi Vi daha büyüktür. Bu voltaj, PCB’deki normal çalışma voltajı ile bindirilir ve PCB’deki çalışma devresini doğrudan etkiler.

İNCİR. 2 Test edilen ürünün kısmi PCB kablolarının gerçek şeması

İNCİR. 3 Ortak mod parazit voltajı paraziti PCB baskılı hat şematik diyagramı

Basılı hat ile referans topraklama plakası arasındaki parazitik kapasitansı hesaplamak için formül 1’e göre, basılı hat ile referans topraklama plakası arasındaki parazitik kapasitans, basılı hat ile referans topraklama plakası arasındaki mesafeye bağlıdır (Formül 1’de H). ve basılı çizgi ile referans topraklama plakası arasında oluşan elektrik alanın eşdeğer alanı

Açıkçası, bu durumda devre tasarımı için, PCB’deki sıfırlama sinyal hattı PCB kartının kenarında düzenlenmiştir ve GND düzleminin dışına düşmüştür, bu nedenle sıfırlama sinyal hattı büyük ölçüde engellenecek ve ESD sırasında sistem sıfırlama olgusuna neden olacaktır. Ölçek.