EMC可靠性測試培訓(xùn)材料

1、ESDESD、EFTEFT、浪涌浪涌測試培訓(xùn)材料測試培訓(xùn)材料部門部門: :測試支持部測試支持部 蘇寶春蘇寶春 四四、EFT原理介紹原理介紹三三、ESD測試介紹測試介紹二二、ESD原理介紹原理介紹五五、EFT測試介紹測試介紹七七、浪涌測試介紹、浪涌測試介紹六、浪涌原理介紹六、浪涌原理介紹一、概要介紹一、概要介紹l 概要介紹 1、EMC電磁兼容縮寫，指系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作，同時不會對其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。 EMI電磁干擾 本設(shè)備工作對其它設(shè)備工作產(chǎn)生的電磁干擾 2、EMC包括 EMS電磁抗擾 本設(shè)備工作對其它設(shè)備的抗擾度 3、ESD、EFT、浪涌都是EMS的一種，設(shè)備對其它電磁

2、脈沖的抗擾。ESD測試介紹 ！ l ESD產(chǎn)生的模型 ESD指靜電放電，產(chǎn)生的模型主要為以下三種：1.1.HBMHBM模型模型HBM（Human-Bady Model）模型，即人體放電模式，指人體在地上走動摩擦或其它因素在人體上累積了靜電，此時人體接觸IC器件等時靜電會通過IC腳引入，通過IC內(nèi)部到地形成放電回路，導(dǎo)致?lián)p壞器件的過程。放電過程會在幾百ns的時間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬間放電電流，此電流將會把器件內(nèi)部的單元電路燒壞。l ESD產(chǎn)生的模型2.2.MMMM模型模型MM（Machine Model）模型即機(jī)器放電模式，如機(jī)器手臂等自身積累了靜電，當(dāng)此機(jī)器在接觸到IC器件時，所帶靜電通過器件PI

3、N腳進(jìn)行放電。由于機(jī)器一般情況為金屬，其等效電阻接近為0，等效電容為200pF。機(jī)器放電模式的等效電阻很低，故其放電過程更短，在幾十ns的時間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的放電電流。HBM-2KV模式與MM-200V模式產(chǎn)生的電流對比圖，MM-200V的放電電流卻比HBM-2KV的大很多。因此機(jī)器放電模式對IC器件的破壞力更大。l ESD產(chǎn)生的模型3.3.CDMCDM模型模型 CDM（Charged-Device Model）模型即組件充電模式，指IC器件先因摩擦或其它因素而在器件內(nèi)部積累了靜電，但在靜電積累的過程中器件并未被損傷。此帶靜電的IC器件在操作處理過程中，器件內(nèi)部的靜電經(jīng)由PIN腳對地形成放電現(xiàn)象

4、。此種模式的放電時間更短，僅幾ns級別，且放電現(xiàn)象更加難以真實的被模擬。 l ESD測試參數(shù) 根據(jù)三種放電模式電流波形，實際ESD測試波形如圖所示，在不同電壓等級測試的時候電流不同。 l ESD測試方法和等級 測試方法：測試方法：ESD有接觸放電、空氣放電、直接放電、間接放電四種方法，通常采用直接接觸放電法、直接空氣放電法。有特殊要求用間接放電法實現(xiàn)的參考設(shè)計依據(jù)。 測試判據(jù)：測試判據(jù)：ESD測試判據(jù)使用國標(biāo)2類判據(jù)：功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢復(fù)。 測試等級：測試等級：測試等級如下表所示，當(dāng)前公司測試等級為3。l ESD測試臺介紹 EFT測試介紹 ！ lEFT介紹 EFTEFT指電快

5、速群脈沖：指電快速群脈沖：目的是為了驗證電子設(shè)備對來自繼電器、接觸器等，在切換電感性負(fù)載時在電源線、控制線、信號線上干擾的抗擾性。 EFT對被測設(shè)備的干擾主要有2種途徑，線纜傳導(dǎo)直接干擾和線槽耦合干擾，lEFT測試模式 電源口：共7種模式，分L、N、PE、L+N、L+PE、N+PE、L+N+PE，每種模式測試時單獨對此線纜進(jìn)行加擾。 信號口：1種模式，通過同軸電纜耦合到設(shè)備信號口。lEFT測試波形 如下圖所示開路輸出試驗電壓(10%)和脈沖的重復(fù)頻率(20%)等級在供電電源端口，保護(hù)接地(PE)在IO(輸入輸出)信號,數(shù)據(jù)和控制端口電壓峰值kV重復(fù)頻率kHz電壓峰值kV重復(fù)頻率kHz10.55

6、0.2552150.5532515442.525X特定特定特定特定“X”是一個開放的等級，在專用設(shè)備技術(shù)規(guī)范中必須對這個級別加以規(guī)定lEFT測試等級 我司使用測試等級為4。電源口電壓4KV，重復(fù)頻率2.5KHz。I/O口電壓2KV，重復(fù)頻率5KHz。lEFT測試判據(jù) 測試過程中允許出現(xiàn)性能降低，測試后非人工干預(yù)可以自行恢復(fù)。lEFT測試設(shè)備設(shè)備主要由2部分組成，測試儀器和耦合槽，目前使用的測試儀器可以進(jìn)行浪涌和EFT的測試。浪涌測試介紹！l 雷擊的認(rèn)識 浪涌SURGE指雷擊，雷電是因強對流氣候而形成的雷雨云層間、云層與大地間強烈瞬間放電現(xiàn)象。當(dāng)雷電發(fā)生時，產(chǎn)生強大的雷擊電流、熾熱的高溫、猛烈的

7、沖擊波、瞬變的電磁場和強烈的電磁輻射等綜合物理效應(yīng)，是一種嚴(yán)重的氣象自然災(zāi)害。l雷電的形成 含水蒸氣的上升氣流上升時溫度逐漸下降形成雨滴、冰雹（稱為水成物），這些水成物在地球靜電場的作用下被極化（如圖），負(fù)電荷在上，正電荷在下，由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢，因此帶正、負(fù)兩種電荷的微粒逐漸分離（這叫重力分離作用）最后形成帶正電的云粒子在云的上部，而負(fù)電的水成物在云的下部，就形成雷云空間電場，空間電場的方向和地面與電離層之間的電場方向是一致的，都是上正下負(fù)。 當(dāng)雷云形成后，在兩種帶不同電荷的雷云中間的電場達(dá)到一定強度后便會被擊穿，形成云間放電。當(dāng)帶負(fù)電荷的云層向下靠近地面時，地面的

8、凸出物、金屬等會被感應(yīng)出正電荷，隨著電場的逐步增強，雷云向下形成下行先導(dǎo)，地面的物體形成向上閃流，二者相遇即形成云對地放電 。 90%90%以上的雷為負(fù)極性以上的雷為負(fù)極性l 雷擊的分類：直擊雷和感應(yīng)雷 直擊雷直擊雷 直擊雷是雷雨云對大地和建筑物的直接放電現(xiàn)象。特點為：強大的沖擊電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波、強烈的電磁輻射，容易損壞放電通道上的建筑物、輸電線、室外設(shè)備，擊死擊傷人，會造成很大的損失。l 雷擊的分類：直擊雷和感應(yīng)雷 感應(yīng)雷感應(yīng)雷 感應(yīng)雷是指通過雷云感應(yīng)形成的過電雷擊。包括電磁感應(yīng)雷、靜電感應(yīng)雷包括電磁感應(yīng)雷、靜電感應(yīng)雷。 電磁感應(yīng)雷電磁感應(yīng)雷指雷云間、雷云對大地放電時，巨大的沖

9、擊雷電流產(chǎn)生強磁場，磁場耦合到系統(tǒng)中產(chǎn)生的過電壓雷擊。感性耦合。 靜電感應(yīng)雷靜電感應(yīng)雷主要是指在雷雨云電荷集累的過程中，由于線路（或設(shè)備）的分布電容使線路上集聚的異性電荷在雷云對大地或云內(nèi)放電后在系統(tǒng)中形成的過電壓。容性耦合。l 浪涌測試方法 共模測試：線和地之間進(jìn)行干擾測試，泄放路徑通過地進(jìn)行。 差模測試：線和線之間進(jìn)行干擾測試，泄放路徑線和線進(jìn)行。l浪涌測試接口 電源口和信號口l浪涌測試組網(wǎng)l 電源口測試波形 電源口測試電壓波形為1.2/50us波形，對應(yīng)電流波形為8/20us。l電源口測試等級 具體根據(jù)規(guī)格要求測試l測試判據(jù) 判據(jù)R，允許測試中運行中斷，允許復(fù)位重啟后正常。模式等級共模4KV、6KV、8K