Чому чутливі лінії на Друкована плата краї, схильні до перешкод ESD?

Скидання системи сталося під час тестування стенду заземлення з використанням розряду контактного розряду 6 кВ на клемі заземлення. Під час випробування конденсатор Y, підключений до клеми заземлення та внутрішнього цифрового робочого заземлення, був відключений, і результат випробування суттєво не покращився.

Перешкоди від електростатичного розряду надходять у внутрішню схему виробу в різних формах. Для випробовуваних виробів у цьому випадку точкою випробування є точка заземлення, більшість енергії перешкод від електростатичного розряду випливатиме з лінії заземлення, тобто струм електростатичного розряду не надходить безпосередньо у внутрішню ланцюг виробу, але , у стандартному середовищі випробувань IEC61000-4-2 ESD у цьому настільному обладнанні довжина лінії заземлення приблизно 1 м, Лінія заземлення буде виробляти більшу індуктивність провідника (може бути використана для оцінки 1 мкГн/м), електростатичні розряди виникають (перемикач на малюнку 1) при закритті, висока частота (менше 1 нс, що зростає вздовж струму електростатичного розряду, не забезпечити, щоб випробувані вироби відповідали нульовій напрузі на місці (ФІГ. 1 Напруга точки G в K не дорівнює нулю при закритті). Ця ненульова напруга на клемі заземлення додатково потрапить у внутрішню ланцюг виробу. На малюнку 1 представлена ​​принципова діаграма перешкод електростатичного розряду на друкованій платі всередині виробу.

Фіг. 1 Принципова схема електростатичних перешкод, що надходять на друковану плату всередині виробу

З малюнка 1 також видно, що CP1 (паразитна ємність між точкою розряду та GND), Cp2 (паразитна ємність між платою друкованої плати та еталонним заземлюючим підлогою), робоча поверхня друкованої плати (GND) та електростатичний розрядний пістолет (включаючи заземлюючий провід електростатичний розрядний пістолет) разом утворюють інтерференційний шлях, а струм перешкод – ICM. На цьому шляху перешкод плата друкованої плати знаходиться посередині, і в цей час друкована плата, очевидно, порушується електростатичним розрядом. Якщо у виробі є інші кабелі, перешкоди будуть сильнішими.

Як втручання призвело до скидання випробуваного продукту? Після ретельного огляду друкованої плати досліджуваного продукту було виявлено, що лінія керування скиданням процесора в друкованій платі була розміщена на краю друкованої плати та поза площиною GND, як показано на малюнку 2.

Щоб пояснити, чому друковані лінії на краю друкованої плати сприйнятливі до перешкод, почніть з паразитної ємності між друкованими лініями на друкованій платі та опорною пластиною заземлення. Між надрукованою лінією та опорною пластиною заземлення є паразитна ємність, яка порушить надруковану лінію сигналу на платі друкованої плати. Принципова діаграма загальної режиму інтерференційної напруги, що заважає друкованому рядку на друкованій платі, показана на малюнку 3.

Малюнок 3 показує, що коли загальнорежимні перешкоди (напруга загальномодових перешкод відносно опорного заземлення) надходить на GND, між надрукованою лінією на друкованій платі та GND буде створюватися напруга перешкод. Ця напруга перешкод пов’язана не тільки з опором між друкованою лінією та GND плати друкованої плати (Z на малюнку 3), а й з паразитною ємністю між друкованою лінією та опорною платою заземлення на друкованій платі.

Якщо припустити, що опір Z між друкованою лінією та платою GND не змінюється, коли паразитна ємність між друкованою лінією та еталонним заземленням більша, напруга перешкод Vi між друкованою лінією та платою GND плати більша. Ця напруга накладається на нормальну робочу напругу на друкованій платі і безпосередньо впливає на робочу ланцюг на друкованій платі.

Фіг. 2 Фактична схема часткової розводки друкованої плати тестуваного виробу

Фіг. 3 Принципова діаграма друкованої плати друкованої плати загального режиму

Відповідно до формули 1 для розрахунку паразитної ємності між друкованою лінією та опорною пластиною заземлення паразитна ємність між друкованою лінією та опорною пластиною заземлення залежить від відстані між надрукованою лінією та опорною пластиною заземлення (H у Формулі 1) та еквівалентна площа електричного поля, утворена між друкованою лінією та опорною пластиною заземлення

Очевидно, що для конструкції схеми в цьому випадку лінія сигналу скидання на друкованій платі розташована на краю плати друкованої плати і випала за межі площини GND, тому лінія сигналу скидання буде сильно заважати, що призведе до явища скидання системи під час електростатичного розряду тест.