靜電放電(ESD)是指不同靜電位置的物體相互接近或直接接觸引起的電荷轉移。ESD會對電子設備造成嚴重損壞或異常操作。因此,ESD是芯片和系統設計中非常重要的指標。
目前有很多ESD測試標準,一般可分為芯片級和系統級。芯片級測試包括多種靜電放電模型,主要包括人體模型(HBM).機器模型(MM).組件充電模型(CDM)等。系統級測試包括直接放電和間接放電。以下將詳細介紹系統級ESD測試。系統級ESD測試,又稱靜電放電抗擾性測試,是模擬操作人員或物體在接觸設備時對鄰近物體的放電,以測試被測設備的抗靜電干擾能力。靜電抗干擾性測試標準主要包括IEC61000-4-2。
IEC標準規定的靜電放電方式有兩種:
(1)直接放電:直接放電試驗設備;
(2)間接放電:對受試設備附近的耦合板進行放電,以模擬受試設備附近物體的放電。
圖1.圖2.分別為IEC61000-4-2規定的靜電放電發生器電路和典型放電波形。

圖1.靜電放電發生器電路
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圖2.電流波形
接觸放電和空氣放電有兩種方式:
根據標準,接觸放電是一種優先考慮的試驗方法,所有可以使用接觸放電的地方都使用接觸放電,而空氣放電則使用在不能使用接觸放電的情況下。對于涂層產品,如果制造商沒有說明漆膜是絕緣層,則應使用接觸放電的電極尖端刺穿漆膜進行放電試驗。如果漆膜是絕緣層,則使用空氣放電。
IEC規定的靜電放電試驗等級如下表所示:

X是一個開放級別,如果規定高于表格中的電壓,則可能需要專用設備。
試驗點主要選擇以下位置:
(1)金屬外殼。
(2)開關.按鈕.旋鈕.按鈕.按鈕.按鈕等控制或鍵盤區域的任何點或操作人員容易接近的區域。
(3)指示器.發光二極管.外殼縫隙.格柵.連接器罩等。
每個實驗點應至少進行10次放電實驗(正或負極性),連續單次放電時間間隔至少應大于1秒。間接放電是指水平耦合板和垂直耦合板的放電。耦合板通過兩個4700.1m),并通過兩個470k歐元的電阻接地。因此,當耦合板放電時,通過耦合板形成可重復的靜電場,干擾設備,模擬設備的抗靜電場干擾能力。由于受試設備和系統的多樣性,很難明確靜電試驗對設備和系統的影響。如果產品技術規范沒有明確的技術要求,則應根據受試設備選擇。
備的運行條件和功能規范對試驗結果進行分類:
(1)技術要求限值內性能正常;
(2)功能或性能暫時喪失或降低,但實驗停止后可自行恢復,無需操作人員干預;
(3)功能或性能暫時喪失或降低,但需要操作人員干預或系統復位才能恢復;
(4)因設備硬件或軟件損壞或數據丟失而無法恢復的功能喪失或性能下降。
靜電試驗對受試設備的影響可以在技術規范中定義,并規定哪些影響是可接受的。一般來說,如果受試設備在整個試驗過程中具有較強的抗靜電干擾性,且試驗結束后,受試設備符合技術規范中的功能要求,則表明試驗合格。
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