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电容在ESD中的应用--耦合效应(转)
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在测试平板电脑ESD的过程中,我们时常会遇到这样的现象:平板电脑的放置方式对测试结果会有绝然不同的影响。将平板电脑Panel朝上时,ESD几枪就会死机;将Panel朝下时,正负电压各放电几十次都没问题,增加测试电压,ESD测试依旧OK。这就是ESD中的耦合效应,即ESD辐射干扰。
ESD对电子电路的的干扰有两种,一种是传导干扰,另一种是辐射干扰。传导干扰的解决思路是“疏”和“堵”,要么让静电通过地尽快泄放走,要么就让它不能进来。辐射干扰是ESD通过空间辐射的方式对电子电路产生影响,因此找到辐射路径和敏感源才能找到真实有效的对策。上述例子中平板电脑的ESD耦合效应,原因是:在静电放电过程中,当panel朝上时,panel背面的铁件和测试台上的铝板形成电容,每次放电都在对这个电容充电,主板就存在于这个电容的电场之中,只要主板某部分抗干扰能力不够强,就会出问题。而当panel朝下时,主板不在此电容的电场之中,ESD测试也就可以通过。因此,我们有时也会遇到这样的情况,ESD测试过程中,将平板垫高(此时平板panel朝上)也会使测试通过,原因跟上面的一样,垫高后,该电容中的电场变弱,板子上的敏感源受到的干扰也就变弱,测试就可通过。根据这样的理论分析推测,若对这种情况的机子进行间接放电,HCP or VCP,测试应该Fail,试验证实,测试结果与理论推测一致。且在直接放电测试中,逐渐垫高平板时,当达到某一高度后,测试就会通过,下表为实际测试结果,与理论结果一致。
试验组
描述
理论结果
实际结果
1
panel朝上,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
2
panel朝下,ESD Contact +/-4KV
Pass
Pass
3
panel朝上,垫高1cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
4
panel朝上,垫高2cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
5
panel朝上,垫高3cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
6
panel朝上,垫高4cm,ESD Contact +/-4KV
Pass
Pass
当遇到这样的问题时,在接口处加TVS管已经不能解决问题,只有找到敏感源,增加屏蔽(For IC)or 电容(For Trace)去耦,才是有效的解决方法。
案例:
平板,USB口,Contact +/-4KV,Panel朝上时,Contact +/-4KV死机or重启;朝下时,+/-6KV OK。
对策:USB 4条线加TVS & 在PMU USB POWER Pin上加电容 & DDR Power加电容 & V_sys 加电容 &LCD rst加电容(LCD Cable过长) & 增加3处主板至Panel的下地。(电容都加在近IC端,越近越好)
结果:Panel朝上时,Contact +/-6KV OK。
总结:
电容去耦能很好的提升信号线的去耦能力,增强其抗干扰能力。
在测试平板电脑ESD的过程中,我们时常会遇到这样的现象:平板电脑的放置方式对测试结果会有绝然不同的影响。将平板电脑Panel朝上时,ESD几枪就会死机;将Panel朝下时,正负电压各放电几十次都没问题,增加测试电压,ESD测试依旧OK。这就是ESD中的耦合效应,即ESD辐射干扰。
ESD对电子电路的的干扰有两种,一种是传导干扰,另一种是辐射干扰。传导干扰的解决思路是“疏”和“堵”,要么让静电通过地尽快泄放走,要么就让它不能进来。辐射干扰是ESD通过空间辐射的方式对电子电路产生影响,因此找到辐射路径和敏感源才能找到真实有效的对策。上述例子中平板电脑的ESD耦合效应,原因是:在静电放电过程中,当panel朝上时,panel背面的铁件和测试台上的铝板形成电容,每次放电都在对这个电容充电,主板就存在于这个电容的电场之中,只要主板某部分抗干扰能力不够强,就会出问题。而当panel朝下时,主板不在此电容的电场之中,ESD测试也就可以通过。因此,我们有时也会遇到这样的情况,ESD测试过程中,将平板垫高(此时平板panel朝上)也会使测试通过,原因跟上面的一样,垫高后,该电容中的电场变弱,板子上的敏感源受到的干扰也就变弱,测试就可通过。根据这样的理论分析推测,若对这种情况的机子进行间接放电,HCP or VCP,测试应该Fail,试验证实,测试结果与理论推测一致。且在直接放电测试中,逐渐垫高平板时,当达到某一高度后,测试就会通过,下表为实际测试结果,与理论结果一致。
试验组
描述
理论结果
实际结果
1
panel朝上,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
2
panel朝下,ESD Contact +/-4KV
Pass
Pass
3
panel朝上,垫高1cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
4
panel朝上,垫高2cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
5
panel朝上,垫高3cm,ESD Contact +/-4KV
Fail
Fail
6
panel朝上,垫高4cm,ESD Contact +/-4KV
Pass
Pass
当遇到这样的问题时,在接口处加TVS管已经不能解决问题,只有找到敏感源,增加屏蔽(For IC)or 电容(For Trace)去耦,才是有效的解决方法。
案例:
平板,USB口,Contact +/-4KV,Panel朝上时,Contact +/-4KV死机or重启;朝下时,+/-6KV OK。
对策:USB 4条线加TVS & 在PMU USB POWER Pin上加电容 & DDR Power加电容 & V_sys 加电容 &LCD rst加电容(LCD Cable过长) & 增加3处主板至Panel的下地。(电容都加在近IC端,越近越好)
结果:Panel朝上时,Contact +/-6KV OK。
总结:
电容去耦能很好的提升信号线的去耦能力,增强其抗干扰能力。
好东西,请问楼主去耦电容的选型是怎么选呢?
嗯,我也想知道容值怎么选,参数要求能给出来不?
好东西,学习了。
学习了,谢谢!
刚开始接触ESD测试,看懂一部分,学习了,谢谢
实际中,对于pad,屏幕朝下,ESD挂,屏幕朝上,ESD OK,这也是很常见的一种情况。要考虑屏本身,排线的走线方式,结构的设计。
学习
谢谢楼主分享
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