JEDEC различает ОУР на уровне компонентов и на системном уровне

Разработчикам печатных плат необходимо подумать о том, что происходит на системном уровне, потому что это область, которую они могут контролировать.

На этом рисунке показано, где может возникнуть электростатический разряд на системном уровне. Открытые операции ввода-вывода и разъемы являются очевидными местами, где события электростатического разряда могут распространять электрические импульсы в систему и потенциально повреждать компоненты.

Событие ESD на системном уровне происходит в печатной плате и может затрагивать несколько компонентов, что приводит к одному из следующих результатов:

Нет никаких проблем с тем, чтобы система продолжала работать

Система имеет сбой/блокировку (мягкий сбой), но не имеет физического сбоя.

Физическое повреждение системы (жесткий сбой)

Различные отраслевые стандарты, выходящие за рамки стандарта IPC, требуют способности оборудования выдерживать электростатический разряд. Конкретный метод испытаний зависит от стандарта, используемого для вашего продукта (например, IEC 62368-1/IEC 61000, ISO 10605 для автомобилей, DO-160 для авионики и т. д.). Ознакомьтесь с соответствующими стандартами безопасности для вашего продукта и отрасли, чтобы определить уровень защиты от электростатического разряда, необходимый для вашего продукта.

Испытания на стресс-скрининг окружающей среды (ESS)

Эти тесты предназначены для точного моделирования идеальной среды развертывания для устройства. Испытание ESS может включать применение термоциклирования, испытания на падение, испытания на вибрацию, испытания на термические/механические удары и любое другое воздействие окружающей среды или механическое воздействие, которому, как ожидается, будет подвергаться оборудование во время работы. Более специализированные методы испытаний могут включать краш-тесты, испытания под давлением и влажностью или даже испытания на высоту. Высоконадежные системы должны выдерживать все эти факторы окружающей среды во время работы с электричеством, поэтому для обеспечения надежности часто требуется несколько испытаний.

Функциональные тесты также выполняются до, во время и после этих тестов, чтобы полностью определить, будет ли проект неудачным и будет ли нарушена функциональность. Эти тесты не только рассматривали электрическое напряжение, но и проверяли функциональность в различных ситуациях давления, которые могут включать электрическое перенапряжение и даже электростатический разряд. Поскольку это, как правило, комбинация профессиональных тестов, которые необходимо выполнить, строгая оценка выполняется командой разработчиков, а не производителем.

Ускоренное испытание на долговечность

Имеется в виду комплекс возможных испытаний, предназначенных для определения примерного срока полезного использования нового оборудования. Ускоренные испытания на срок службы часто объединяют в одну кучу как «испытания на выгорание», хотя существует множество вариаций этих тестов. Ускоренное испытание на срок службы можно разделить на следующие аспекты:

Тестирование на выгорание: метод использования статистических методов для определения того, какие компоненты и/или компоненты выйдут из строя на ранней стадии.

Высокоускоренное ресурсное тестирование (HALT) : Цель здесь состоит в том, чтобы нагрузить устройство до тех пор, пока оно не выйдет из строя во время сильного переполнения. Это имитирует чрезмерную работу в реальных условиях окружающей среды, где развернуто устройство.

Высокоускоренное стресс-тестирование (HAST): аналогично HALT, в котором конструкции подвергаются полной нагрузке.

Высокоускоренное стресс-тестирование (HASS): Используйте тот же стресс окружающей среды, что и HASS, но на более низком уровне и, как правило, после завершения полного теста HALT.

Любой из этих жизненных/стрессовых испытаний может быть проведен в соответствии с другими методами испытаний, описанными выше, при условии наличия соответствующих испытательных помещений и оборудования. Эта комбинация тестов может быть узкоспециализированной, но они имеют решающее значение для определения срока службы электроники и выявления механизмов отказа.

Анализ неисправностей

Эти электрические стресс-тесты предназначены для определения пределов оборудования и оценки того, может ли оно выдерживать условия окружающей среды во время работы. Если вы обнаружите, что конструкция не выдерживает ожидаемого уровня напряжения и выходит из строя, требуется некоторый анализ отказов, чтобы определить основную причину отказа оборудования. Сбои могут возникать на уровне компонентов, плат или и на том, и на другом, поэтому для определения механизма отказа требуется некоторое криминалистическое исследование.

Для современных высокоскоростных конструкций предпочтительной стратегией заземления обычно является использование одного или нескольких непрерывных соединительных слоев на внутреннем слое. Это обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных помех и обеспечивает четкий путь сигнала, что улучшает общую целостность сигнала. Избегайте проводки в любых зазорах заземления в местах, где плоскость заземления отключена из-за уникального профиля или функции печатной платы. Без смежных и смежных плоскостей заземления, которые сигнал может использовать в качестве четкого обратного пути, ваша конструкция может создавать много нежелательных шумов. Вот некоторые рекомендации по питанию и первому этажу, о которых следует помнить:

Слой заземления должен примыкать к сигнальному слою в стеке плат с высокоскоростной проводкой. Это поможет защитить высокоскоростную проводку от помех и обеспечит хорошую опорную плоскость для обратного пути сигнала.

Используйте прокладки для отвода тепла и тщательно управляйте подключением источника питания и заземления к самолету. Амортизирующие спицы должны быть достаточно широкими, чтобы выдерживать высокие токи, исключая при этом возможность того, что эти соединения будут действовать как радиаторы.

Тщательно спланируйте подключения питания и разделите плоскость питания, чтобы обеспечить достаточную подачу питания на все подключенные компоненты по всей плате.