靜電放電抗擾度試驗

1、靜電放電抗擾度試驗 Electrostatic discharge immunity test,2,靜電放電原理介紹,ESD- Electro-Static Discharge 摩擦生電：兩種物質(zhì)間交互作用產(chǎn)生，是一種材質(zhì)表面原子因摩擦使外層電子游離化的一種現(xiàn)象，摩擦后兩物質(zhì)一帶正電荷，另一帶負電荷。 電磁感應(yīng)：由強大電磁場所產(chǎn)生的效應(yīng)，使兩物質(zhì)間產(chǎn)生形同摩擦生電應(yīng)，使兩物質(zhì)一帶正電荷，一帶負電荷的靜電現(xiàn)象。靜電現(xiàn)象。 影響摩擦生電的因素：相對濕度, , 物質(zhì)材料, , 接觸面積, , 摩擦頻率 人體靜電效應(yīng)：人體TOTAL CHARGE: 3uc (15uc) capacitance: 15

2、0pf (100-250pf) V=Q/C=3uc/150pf=20KV,3,靜電放電原理介紹,電子零件靜電荷放電時的等效電路(人體帶靜電電荷),4,靜電放電原理介紹,導(dǎo)體與非導(dǎo)體對地放電效果 導(dǎo)體因原子結(jié)構(gòu)的外層電子活動性強，接地可完全放電 非導(dǎo)體因原子結(jié)構(gòu)的外層電子活動性弱，接地?zé)o放電效果 靜電效應(yīng) 硬件破壞: 半導(dǎo)體接口焚毀、IC金屬連接焚毀、場效晶體管介電崩潰 模擬系統(tǒng): (如音響)短暫停止 軟件破壞: 邏輯錯誤、系統(tǒng)重置、數(shù)據(jù)損失、程序損失,5,測試標準介紹,IEC 61000-4-2 :1995 ( = IEC 801-2 :1991 = EN 61000-4-2 :1995=GB

3、 T 17626.2 -1998 ) IEC - International Electrotechnical Commission 廣泛被世界各國引用的ESD測試規(guī)格 被歐聯(lián)引用之規(guī)格稱為EN 61000-4-2 中國國家標準 GB T 17626.2 系完全翻譯此一國際標準 IEC 61000-4-2 :2001(=IEC 61000-4-2 :1995 +A1 :1998+ A2 :2000) 2003年起強制執(zhí)行 ANSI C63.16 ANSI - American National Standards Institute廣泛被美國白色貨物(White Goods)、消費性產(chǎn)品(Co

4、nsumer Products) 及通訊產(chǎn)品(Telecom) 制造商所引用的測試標準 White Goods - 電冰箱、洗衣機、爐具等電冰箱、洗衣機、等 Consumer Products - 電視機、音響設(shè)備等,6,法規(guī)差異,Immunity Generic Standard for Residential, Commercial and Light Industry environment,7,IEC 61000-4-2 :1995 VS IEC 61000-4-2 :2001 增加7.試驗配置中對非接地設(shè)備(class II)的試驗方法 (7.1.3 Test method for

5、ungrounded equipment) 部份增加8.3.1直接施加放電試驗程序中對不可直接施加放電的限制, 對塑料件產(chǎn)品直接定義只打AIR Discharge, 并推薦I/O port放電點 (8.3.1 Direct application of discharges to the EUT) 部份增加8.3.2.1對水平耦合平面試驗程序的規(guī)定 原9.試驗結(jié)果與試驗報告拆成=“9.試驗結(jié)果評估” 與 “10.試驗報告”兩章節(jié) (9. Evaluation of test results 10. Test Report),法規(guī)差異,8,TEST LEVEL,9,10,ESD Generato

6、r, energy storage capacitance ( Cs + Cd): 150 pF 10 %; discharge resistance ( Rd): 330 10 %; charging resistance ( Rc): between 50 M and 100 M; output voltage: up to 8 kV (nominal) for contact discharge; up to 15 kV (nominal) for air discharge; tolerance of the output voltage indication: 5 %; polari

7、ty of the output voltage: positive and negative; holding time: at least 5 s; discharge, mode of operation : single discharge (time between successive discharges at least 1 s);,11,12,13,試驗配置,14,試驗配置: 非接地設(shè)備,15,環(huán)境(Environment),測試環(huán)境為了減低因環(huán)境參數(shù)所造成測試結(jié)果之差異 溫度(ambient temperature) 15 to 35 相對濕度(relative humid

8、ity) 30 % to 60 % 大氣壓力(atmospheric pressure) 86 kPa ( 860 mbar ) to 106 kPa ( 1060 mbar ) ( 1060 mbar ) 注:實驗室中之電磁環(huán)境不得影響到測試結(jié)果,16,測試點選擇,考慮測試點可以包括以下位置 與地之間具有電氣隔離之金屬外殼部分 控制區(qū)或鍵盤區(qū)之任何位置,或人機接口之任何位置例如開關(guān),旋紐,及其它操作可接觸之部位 指示器, LED,插槽,連接器槽等 連接器可考慮如下表:,17,測試場地注意要點,測試前必須確認Ground Plane接地螺絲未松脫, HCP/VCP接地阻抗470k 是否正確是否

9、正確。 測試場地必須控制溫濕度, 值為：Ambient Temperature ：15 to 35 Relative Humidity ：30% to 60% 以上條件以開啟除濕機及冷氣機調(diào)節(jié)并用溫濕度計監(jiān)控 測試桌上除待測對象外, 請勿擺放不相干對象以免影響測試場地之準確性, 每天機器使用前必需進行Spot Check, 確認output 正常。 Ground Reference Plane必須置于地上, 且其大小必須大于EUT 或coupling plane的四周至少50 cm 以上 EUT 和測試空間的墻壁及任何金屬物必須至少保持1 米以上 HCP 大小為1.6 m x 0.8 m( V

10、CP 大小為50 cm x 50 cm ), 且必須置于木質(zhì)桌上, EUT和HCP 間必須以一0.5 mm 的絕緣物質(zhì)阻隔 靜電槍Grounding metal strap 必須確實接地。(通常長度為2 米以內(nèi)) 桌上型待測物必須置于一80 cm 高之木質(zhì)桌上且此桌子必須于Ground Reference Plane 上,18,測試步驟,1. 測試Sample依其正常功能, 配合外圍組成Test Configuration, 測試時盡可能Active每種功能, , 來確認測試中所有Function 正常, , 電源線、信號線種類請依照客戶規(guī)格使用。用。 2. 依產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選定測試點, 所有可能放

11、電的位置都必須列為測試點 3. 依照客戶提出之測試規(guī)格, 測試電壓值由正、負極性, 由低而高依序執(zhí)行, 其中Contact Discharge 測試, (含Direct 及Indirect) 及Air Discharge 測試每一個測試點Discharge至少10 次, 每次至少間隔1 秒, (若依Product standard, 如YD 1215 有特別要求,優(yōu)先依照其規(guī)定) 4. 依下述方式對EUT 執(zhí)行靜電放電, 并觀察測試過程中EUT各項功能是否正常. 直接放電 對待測物 (EUT) 接觸放電(Contact Discharge) 針對EUT 上所有導(dǎo)電表面(Direct Disch

12、arge)及HCP/VCP (Indirect Discharge) 作測試, “靜電槍頭” Discharge Tip請使用尖頭直接接觸EUT 外殼導(dǎo)電部份, 于電壓指示到達要求值時將放電針” 垂直” 接觸測試點后, 按控制按鈕放電, 等待電壓指示再次達到要求值時再次按鈕放電, 如此反復(fù)執(zhí)行直到測試完成,19,對待測物隔空放電(Air Discharge) 針對放電鎗無法直接接觸 (Contact) 放電的表面或縫隙則執(zhí)行Air Discharge, “靜電槍頭” Discharge Tip請使用圓頭直接接觸EUT 外殼導(dǎo)電部份,啟動充放電開關(guān)充電, 在安全無虞之下(在不造成EUT受測點被損

13、壞的狀況下), 盡快將靜電槍頭以垂直角度接近并接觸EUT 外殼。完成放電后, 必需將靜電槍移離EUT 外殼, 而后重復(fù)充放電測試過程直到整個測試過程結(jié)束。 b. 間接放電 對耦合平面板(coupling plane) 接觸放電接觸放電 耦合平面板有垂直(VCP) , 水平(HCP) 之分, 以接觸放電方式對VCP, HCP 放電放電: Vertical Coupling ：VCP 大小為0.5mX0.5m, 將待測物置于 塑料墊上, 距VCP 前10cm, 對VCP邊線線中心點作Contact Discharge, 能量是以Coupling 方式去影響待測物, EUT 四面都需要測試。 Hor

14、izontal Coupling ：將待測物置于塑料墊上, 距HCP 10cm 前前, , 對對HCP 執(zhí)行Contact Discharge, 能量是以Coupling 方式去影響待測物, EUT 四面都需要測試 6. 對于Class II (沒有Safety Ground) 待測物是否必須主動于每次Discharge 后對機殼放電再執(zhí)行另一次Discharge 請與客戶討論后決定,并記錄說明并記錄說明。 7. 依據(jù)相關(guān)產(chǎn)品測試標準作測試結(jié)果判定并填具ESD TEST RECORD,20,判定標準,測試前須確認EUT 功能, 測試完須再確認一次, 以防止?jié)撛谝粏栴}而誤判一判。 一般確認項為

15、a. 基本Mode及狀態(tài)確認; b. 外圍動作確認; c. 軟件執(zhí)行確認; d.數(shù)據(jù)顯示及傳輸確認; e. 語音確認 A 級定義 (Performance Criteria A ) 產(chǎn)品于測試前后及測試中之功能不可有任何改變者。 制造者可以于說明書中指明暴露于測試條件下允許少許受干擾, , 但不影響設(shè)備正常功能者, , 但測試后須自動恢復(fù)正常。 上述中的條件測試, 須依制造者所述之Permission level 執(zhí)行測試, 以驗證其真實性,并記錄于Report 中。 B 級定義 (Performance Criteria B ) B ) 測試中可以有預(yù)期功能上的降損, 但測試后, 無須人工介

16、入且功能正常運作。 上述中的錯誤, 若制造者于說明書中未提及可允許的情況, 則須依使用者立場來對此產(chǎn)品來加以判定, 如: 儲存設(shè)備于干擾環(huán)境存在時, 根本無法儲存或儲存的Data 和預(yù)期完全不同, 雖干擾環(huán)境消失功能正常, 應(yīng)不可列為此級水平?？闪袨榇思壦?。 制造者可以于說明書中指明暴露于測試條件下允許少許受干擾, 但不影響設(shè)備正常功能者, , 但測試后須自動恢復(fù)正常。 上述中的條件測試, , 須依制造者所述之Permission level執(zhí)行測試, 以驗證其真實性,并記錄于Report 中。 C 級定義 (Performance Criteria C ) C ) 可以有功能的錯誤, 且此

17、錯誤可以由EUT 自動恢復(fù)或由人工方式依使用手冊恢復(fù)之 存于不易變內(nèi)存中的數(shù)據(jù)或因有電池保護的數(shù)據(jù)或功能, 不可有遺失。,21,YD 1032 ESD TEST,22,YD 1032 ESD TEST判定標準,23,YD 1032 ESD TEST SET UP,24,YD 1032 ESD TEST SET UP,25,信息類產(chǎn)品EN 55024對ESD測試的特別要求,靜電放電應(yīng)對EUT在正常使用期間可能被觸摸的點或面施加，包括在User manual 中規(guī)定，使用者可能觸摸的地方 靜電放電有兩種方式靜電放電有兩種方式: a) 對導(dǎo)電表面和耦合平面作接觸放電接觸放電(contact discharge) EUT應(yīng)承受至少200次 (正，負極性各100 次) 放電。測試點至少四點 (每點至少放電50次) ，且其中一點選在HCP的前緣，其余三點選在EUT上。如果EUT上找不到contact discharge的點時，則應(yīng)對VCP進行至少200次放電,每次放電間隔至少1 秒鐘。有外漆之EUT, 應(yīng)判斷其噴漆的目的為美觀非絕緣目的時, 應(yīng)將漆刺破施與放電。 b) 對孔和縫、絕緣面作隔空放電隔空放電(air d