EMC有很多測試項目,其中ESD模擬測試有一個很大的特殊性,就是這個測試除了固定的測試臺,其他所有的測試程序都是靠人為去操作完成。所以,可以說ESD模擬測試中,人為不良操作是影響測試結果的不可忽視的因素,需要重視。
1、IEC61000-4-2/GBT17626.2,這個標準是電子電氣設備ESD模擬測試使用的通用標準,滿足大多數產品測試情況。有些產品有專門的產品標準,也是基于此標準。
選擇的元件參數為150PF和330Ω,此電容參數為人體電容量的儲能電容器標稱值;電阻參數為表示人體握有某個如鑰匙或金屬工具等金屬物時的源電阻,現已證明,這種金屬放電情況足以嚴格地表示現場的各種人員的放電,除非另有規定,不然都按照此參數。
2、ISO10605/GBT19951道路車輛靜電放電產生的電騷擾試驗方法。不同的電容、電壓、電阻表征人在汽車環境下作為靜電電荷源的不同特性。需要用到電容為330PF和150PF兩放電端,電阻為2000Ω。
針對整車,圖a和圖b在整車實驗時都會用到,其中330PF、2000Ω對車內可觸及的全部放電點進行試驗。150PF、2000Ω對站在車外及進入車內過程中可方便觸及的放電點進行試驗。針對汽車電子模塊如:如導航等進行試驗時,使用150PF、2000Ω放電端。
3、人體放電模式(EIA/JESD22-A114-A),是模擬因人體在地上走動摩擦或其他因素在人體上已累積了靜電,當去觸碰IC時,人體上的靜電便會經由IC的腳進入IC內,再由IC放電到地。不同HBM靜電電壓會產生不同的瞬間放電電流時間關系。
4、機器放電模式(EIAJ-IC-121 method20),模擬金屬的機器積累了靜電,當機器去觸碰IC時,進入IC并由IC腳放電到地。由于機器為金屬,等效電阻為0Ω,放電過程很快,瞬間電流比HBM大得多。
由上述可知,第3和4點應用的范圍是電子元器件。可以看出不同的放電端參數對測試結果是有影響的,RC時間常數變化了。比如300PF、2000Ω放電端的RC時間常數為600ns±130ns。其實會對防護器件更有破壞性。
2接觸放電和空氣放電位置的選擇
除非在產品標準中有其他規定,靜電放電只施加在正常使用時可接觸到的受試設備的點和面。接觸放電對可觸及的放電點(一般就是指導體,可以用萬用表的二極管檔進行測量),空氣放電對不可觸及的放電點(如絕緣縫隙)。
下面幾種情況不進行測試:
1、在維修和保養的時候才接觸的到的點和表面。
2、設備安裝固定后或按照說明使用后不再能接觸到的點和面。
3、由于功能要求,對靜電放電敏感并有靜電警告標簽的地方。
4、外殼為金屬的同軸連接器和多芯連接器可接觸的點(信號腳)。該情況只對金屬外殼接觸放電,如果為非導電材料只進行空氣放電。
針對上面第4點中的外殼,考慮下面6種情況:
3試驗注意事項
1、放電頭應與受試位置表面垂直,保證可重復性。
2、接觸放電必須保證放電尖端與導體面良好接觸,不能有縫隙,不然會產生拉弧,嚴重影響測試結果。
3、空氣放電時,放電端需要距離被試設備至少15mm,閉合開關,再靠近受試點,直至放電。決不能將圓形放電頭直接放在被試點上面,當放電后將放電頭移開。必須形成單次放電,因為單次放電的波形符合標準波形(有些靜電槍只要按下開關會一直放電)。緩慢靠近還可以減少多次放電、低電位放電、避免強電場干擾影響測試結果。
4、當測試一個產品時應該首先確認要進行接觸或空氣放電的位置,先進行一個極性的測試,完成后再進行另一個極性的測試。
5、空氣放電的測試,有些絕緣點是放不出電的,這時在現測試等級下就不用測試。除非有更高的等級要求,將重復前面的步驟。
6、對于放電點表面有涂漆的情況,應采用以下的操作程序:
如果設備廠家未說明涂漆為絕緣層,則需要將漆刮開,讓放電頭與導電層接觸;如果指明為絕緣層,應只進行空氣放電,不應進行接觸放電。
4試驗結果判斷
1、通用標準
CLASS A)在制造商、委托方或購買方規定的限值內性能正常;
CLASS B)功能或性能暫時喪失或降低,但在騷擾停止后能自行恢復,不需要操作者干預;
CLASS C)功能或性能暫時喪失或降低,但需操作人員干預才能恢復;
CLASS D)因設備硬件或軟件損壞,或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。
2、道路車輛
A類:設備或系統暴露于干擾期間和之后,能執行預先設計的所有功能。
B類: 設備或系統暴露于干擾期間,能執行其設計的所有功能,然而一項或多項超出偏差,但在移出干擾后自行恢復。
C類:設備或系統暴露于干擾期間,不能執行設計的一項或多項功能,但在移出干擾后自行恢復。
D類:設備或系統暴露于干擾期間,不能執行設計的一項或多項功能,在移出干擾后通過簡單的操作、復位后自行恢復。
E類:設備或系統暴露于干擾期間和之后,不能執行設計的一項或多項功能,且如果不修理或替換,則不能恢復。
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原文標題:靜電放電測試需要知道的那些事
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