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ESD 내성 시뮬레이션

과제

정전기 노이즈에 대한 내성을 강화하고 싶습니다。정전기 노이즈 대책을 검토하고 싶습니다。

유명한 토토 사이트에 침입하는 정전기 노이즈、외래 노이즈의 영향、및、장치 전원에서 발생하여 유명한 토토 사이트 외부로 전달되는 전도 노이즈 대책은、시작 개발한 제품 유명한 토토 사이트을 사용한 실제 기계 검증이 되고 있습니다、전통적으로 제품 개발 기간 단축을 방해함。
이런 실제 기계 검증을 위해、지금 반도체 디바이스의 저전압화、대전류화도 함께、지금까지 다녀온 듯한 감에 의지한 유명한 토토 사이트에서는 대책 검토도 어렵다、최악의 경우、유명한 토토 사이트가 재검토되어 프로토타입 횟수가 증가합니다。

우리의 제안

이 문제를 해결하기 위해、당사에서는 시뮬레이터(S-NAP PCB Suite/주식회사 엠·이·엘)를 사용해、ESD(정전기 방전) 내성 분석을 수행 중。

기본 원리는 다음과 같습니다。우선、다층 인쇄 회로 유명한 토토 사이트의 층간 결합을 포함한 전자기장 특성、헬름홀츠 방정식을 기초 방정식으로 하는 FDFD(Finite-Difference Frequency-Domain)법을 사용하여、주파수 도메인에서 검색。다음、해석에서 얻은 프린트 유명한 토토 사이트의 전자기장 특성의 외부 단자나 GND에 ESD 임펄스 노이즈를 모방한 전압을 인가해、기기 전원-GND 단자 간의 전위차 평가。더、주파수별 전류 밀도 분포를 확인하여、대책의 양호 또는 원인을 파악하는 것。
또한、FDFD 방법이란、FDTD 방법과 유사한 공간 메쉬 분할을 사용하지만、주파수 영역에서 행렬 방정식을 푸는 방법、맥스웰 방정식 직접、공간/시간 영역에서의 차분 방정식에 전개하여 순차 계산을 함으로써、전장 및 자기장을 결정할 수 있는 계산 방법。

1. 실험 방법

실제로 구체적인 예를 들어 설명。반도체 A와 반도체 B가 탑재된 프린트 유명한 토토 사이트의 전자계 해석을 실시했다。
우선、프린트 유명한 토토 사이트(그림 1)의 전자기장 분석、유명한 토토 사이트의 주파수 특성 획득。이 획득된 주파수 특성에 대해、ESD 임펄스 노이즈를 모방한 전압을 시뮬레이션에 인가。또한、인가 전압은、시험 방법의 규정에 있는 IEC61000-4-2에 의해、2kV로 설정。전류 파형과 노이즈 스펙트럼은 그림 1과 같다。
또한、시뮬레이션 결과의 변화를 관찰하기 위해、프린트 유명한 토토 사이트으로、다음 세 가지 패턴을 만들었습니다。
(A) 단자 GND와 시스템 GND 사이에 슬릿이 설치된 유명한 토토 사이트
(B) 단자 GND와 시스템 GND의 일부만 슬릿이 설치된 유명한 토토 사이트
(C) 단자 GND와 시스템 GND가 연결된 유명한 토토 사이트

(그림 1) ESD(방전 건)、접촉 방전) 내성 분석 사례

2. 실험 결과

(A)、(B)、(C)의 각각의 프린트 유명한 토토 사이트의 반도체 A 및 반도체 B의 VCC(전원)-GND 간의 전위차는 도 2와 같다。(A) 단자 GND와 시스템 GND 사이에 슬릿이 설치된 유명한 토토 사이트、이 다른 것에 비해 가장 낮은 전위차、단자 GND와 시스템 GND에 슬릿을 설치하는 것이 ESD 내성 대책으로서는 유효하다는 것이 시사된다。

(그림 2) 해석 결과 사례: 각 단자의 전원 전압 변동

결과

ESD 내성을 전자기장 시뮬레이션으로 시각화할 수 있었습니다。

프린트 기판의 층간 결합을 포함한 전자기장 특성、전자기장 시뮬레이터를 사용하여 주파수 도메인에서 획득、외부 단자나 GND에 ESD 임펄스 노이즈를 모방한 전압을 인가함으로써、기기 전원-GND 단자 간의 전위차를 평가할 수 있음、ESD 내성을 평가할 수 있음을 알았다。특히 PCB의 패턴 유명한 토토 사이트 단계에서 시뮬레이션을 수행함、시작 횟수를 줄이고 개발 기간을 단축할 수 있습니다。

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