Odporność na wyładowania elektrostatyczne (ESD) Testowanie zgodnie z IEC EN 61000-4-2

1. Środki zaradcze i środki naprawcze w przypadku typowych problemów w testowaniu odporności na wyładowania elektrostatyczne
1.1 Mechanizm powstawania wyładowań elektrostatycznych i jego szkodliwość dla produktów elektronicznych
Elektryczność statyczna powstaje w wyniku nagromadzenia ładunków dodatnich i ujemnych na dwóch obiektach, gdy ocierają się o siebie dwie substancje o różnych stałych dielektrycznych. Jeśli chodzi o ludzkie ciało, elektryczność statyczna wytwarzana przez tarcie między ubraniem a skórą jest jedną z głównych przyczyn elektryzowania się ludzkiego ciała. Gdy źródło elektrostatyczne styka się z innymi obiektami, następuje przepływ ładunku, który przeciwdziała napięciu. Przesył tej szybkiej mocy będzie generował potencjalnie szkodliwe napięcia, prądy i pola elektromagnetyczne, co jest wyładowania elektrostatyczne.

W produkcji i użytkowaniu produktów elektronicznych operator jest najbardziej aktywnym źródłem elektryczności statycznej i może gromadzić pewną ilość ładunku. Kiedy ludzkie ciało dotyka elementów i urządzeń podłączonych do ziemi, wyładowania elektrostatyczne zostanie wygenerowany. Wyładowania elektrostatyczne jest ogólnie reprezentowany przez ESD. Wyładowania elektrostatyczne występuje, gdy elementy i urządzenia podłączone do ziemi są dotykane. Wyładowania elektrostatyczne jest ogólnie reprezentowany przez ESD. ESD może spowodować poważne uszkodzenie lub nieprawidłowe działanie sprzętu elektronicznego.

Większość urządzeń półprzewodnikowych łatwo ulega uszkodzeniu przez: wyładowania elektrostatyczne, zwłaszcza urządzenia LSI są bardziej kruche. Istnieją dwa rodzaje uszkodzeń spowodowanych przez elektryczność statyczną urządzenia, jawne i niejawne. Ukryte uszkodzenia nie były wtedy widoczne, ale urządzenie stało się bardziej kruche i łatwo ulegało uszkodzeniu w warunkach takich jak przepięcie i wysoka temperatura.

Dwa główne mechanizmy uszkodzeń ESD to awaria termiczna urządzenia spowodowana ciepłem wytwarzanym przez ESD przebicie prądu i izolacji z powodu wysokiego napięcia indukowanego przez ESD. Oprócz łatwego powodowania uszkodzeń obwodów, wyładowania elektrostatyczne mogą również zakłócać obwody elektroniczne. Istnieją dwa sposoby ingerencji ESD obwodów.

Jedną z nich jest metoda przewodzenia. Jeśli pewna część obwodu tworzy ścieżkę rozładowania, to znaczy, że ESD jest podłączony do obwodu w urządzeniu, a ESD prąd przepływa przez końcówkę wejściową zintegrowanego układu, powodując zakłócenia.

Inna forma ESD interferencja jest interferencją promieniowaną. Oznacza to, że podczas trwania generowany jest prąd szczytowy wraz z iskrami wyładowania elektrostatyczne, a prąd ten zawiera liczne składniki o wysokiej częstotliwości. Powoduje to wypromieniowanie pola magnetycznego i pola elektrycznego, które może indukować zakłócające siły elektromotoryczne w różnych pętlach sygnałowych pobliskich obwodów. Zakłócająca siła elektromotoryczna prawdopodobnie przekroczy poziom progowy obwodu logicznego, powodując fałszywe wyzwalanie. Wielkość zakłóceń promieniowanych zależy również od odległości obwodu od punktu wyładowania elektrostatycznego. Pole magnetyczne wytwarzane przez ESD rozpada się z kwadratem odległości. . Pole elektryczne wytwarzane przez ESD rozpada się wraz z odległością. Gdy odległość jest bliska, zarówno pole elektryczne, jak i pole magnetyczne są silne. Kiedy ESD występuje, zwykle dotyczy to obwodów w pobliskich lokalizacjach.

ESD W polu bliskim podstawowym trybem sprzężenia radiacyjnego może być pojemnościowy lub indukcyjny, w zależności od impedancji ESD źródło i odbiornik. W polu dalekim występuje sprzężenie pola elektromagnetycznego.

Częstotliwość pułapu energii zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) związanych z ESD może przekroczyć 1 GHz. Przy tej częstotliwości typowe kable sprzętowe, a nawet ślady płytek drukowanych mogą stać się bardzo skutecznymi antenami odbiorczymi. Tak więc dla typowego analogowego lub cyfrowego sprzętu elektronicznego, ESD wywołuje wysoki poziom hałasu.

Ogólnie rzecz biorąc, aby spowodować uszkodzenie, ESD iskry muszą bezpośrednio stykać się z przewodami obwodu, a sprzężenie radiacyjne zwykle powoduje jedynie nieprawidłowe działanie.

Pod wpływem ESD, urządzenia w obwodzie są bardziej podatne na stan pod napięciem niż stan bez napięcia.

2. Test wyładowań elektrostatycznych i powiązane wymagania produktów elektronicznych
Wymagania dla Test odporności na ESD są różne dla norm produktów elektronicznych o różnych środowiskach użytkowania, różnych zastosowaniach i różnej wrażliwości na ESD, ale większość z tych norm bezpośrednio lub pośrednio odnosi się do GB/T17626.2- 1998 (tj IEC 61000-4-2:1995): „Test odporności na wyładowania elektrostatyczne Testu Kompatybilności Elektromagnetycznej i Technologii Pomiarowej”, krajowej podstawowej normy dotyczącej kompatybilności elektromagnetycznej, a badanie przeprowadza się zgodnie z metodą badawczą. Poniżej pokrótce przedstawiono zawartość, metody badań i związane z nimi wymagania normy.

2.1 Obiekty testowe:
Norma ta obejmuje urządzenia, systemy, podsystemy i urządzenia zewnętrzne w wyładowania elektrostatyczne środowiska i warunki instalacji.

2.2 Treść testut:
Istnieje wiele przyczyn wyładowania elektrostatyczne, ale ta norma opisuje głównie akumulację elektryczności statycznej przez operatora poprzez takie czynniki, jak tarcie w warunkach niskiej wilgotności. Wymagania dotyczące odporności i metody badań sprzętu elektronicznego i elektrycznego poddawanego wyładowaniom elektrostatycznym bezpośrednio od operatora i sąsiednich obiektów.

2.3. Cele testowe:
Przetestuj zdolność pojedynczego urządzenia lub systemu do odporności na zakłócenia elektrostatyczne. Symuluje: (1) wyładowanie operatora lub obiektu podczas dotykania sprzętu. (2) Wyładowanie osoby lub przedmiotu do sąsiedniego obiektu.

2.4. Metoda eksperymentalna:
W niniejszej normie określono dwie metody badań: metodę wyładowania kontaktowego i metodę wyładowania powietrznego. Wyładowanie kontaktowe jest preferowaną metodą testową, a wyładowanie powietrzne stosuje się tam, gdzie nie można zastosować wyładowania kontaktowego.

Metoda wyładowania kontaktowego: Metoda testowa, w której elektrody generatora testowego są utrzymywane w kontakcie z badanym sprzętem, a wyładowanie jest wzbudzane przez przełącznik wyładowania w generatorze.

Metoda wyładowania w powietrzu: metoda testowa, w której elektroda ładująca generatora testowego jest zbliżana do testowanego urządzenia, a testowane urządzenie jest pobudzane do wyładowania za pomocą iskry.

2.5 Środowisko testowe:
Niniejsza norma określa warunki środowiskowe dla wyrzutu powietrza:
Temperatura otoczenia: 15℃~35℃, wilgotność względna: 30%~60%RH, ciśnienie atmosferyczne: 86kPa~106kPa
Norma nie określa szczególnych warunków środowiskowych dla wyładowań kontaktowych.

2.6. Implementacja testowa:
Miejsce wdrożenia: Bezpośrednie wyładowanie jest stosowane do punktów lub powierzchni, których operator może dotknąć podczas normalnego użytkowania testowanego sprzętu; odprowadzenie pośrednie jest stosowane do poziomej płyty sprzęgającej i pionowej płyty sprzęgającej.

Bezpośrednie wyładowanie symuluje wyładowania elektrostatyczne ma to miejsce, gdy operator nawiązuje bezpośredni kontakt z testowanym urządzeniem. Wyładowania pośrednie rozładowują płyty sprzęgające poziomą i pionową, symulując co dzieje się, gdy operator wyładowuje przedmioty umieszczone lub zainstalowane w pobliżu testowanego urządzenia.

W przypadku bezpośredniego wyładowania preferowaną formą jest wyładowanie kontaktowe; tylko w miejscach, w których nie można zastosować wyładowania kontaktowego (np. powierzchnia pokryta warstwą izolacyjną, szczeliny na klawiaturę komputera itp.), zamiast tego stosuje się wyładowanie szczelinowe (powietrzne). Wyładowanie pośrednie: wybierz metodę wyładowania kontaktowego.

Napięcie testowe należy stopniowo zwiększać do określonej wartości od niskiego do wysokiego.
Różne normy dotyczące produktów lub rodziny produktów mogą zawierać szczegółowe przepisy dotyczące przeprowadzania testów zgodnie z charakterystyką produktu.

2.7 Wyniki testów:
Jeśli test wyładowań elektrostatycznych zawiedzie, mogą wystąpić następujące konsekwencje:
(1) Uszkodzenie urządzeń półprzewodnikowych jest bezpośrednio spowodowane wymianą energii.
(2) Pole elektryczne i pole magnetyczne spowodowane zmianą wyładowania, powodujące wadliwe działanie sprzętu.

3. Środki przeciwdziałania wyładowaniom elektrostatycznym i punkty ulepszeń dla produktów elektronicznych:
Istnieje wiele sposobów na zmniejszenie wpływu zakłóceń elektromagnetycznych generowanych przez ESD (EMI) na produkt lub urządzenie elektroniczne: całkowite zablokowanie generowania ESD, zapobieganie sprzężeniu EMI (w szczególności EMI z powodu ESD w tym artykule) z obwodem lub urządzeniem oraz zwiększenie nieodłącznego EMI urządzenia poprzez proces projektowania. Odporność na ESD.

ESD zwykle występuje na przewodzących przedmiotach, na które sam produkt jest wystawiony, lub na sąsiednich przewodzących przedmiotach. W przypadku sprzętu częściami podatnymi na wyładowania elektrostatyczne są: kable, klawiatury, odsłonięte metalowe ramy oraz otwory, otwory i szczeliny w obudowie sprzętu.

Powszechną metodą poprawy jest ustawienie obwodów ochrony przed przepięciami między punktem wystąpienia ESD produktu lub punktem zagrożenia wtargnięciem, takim jak punkt wejściowy i uziemienie. Obwody te działają tylko wtedy, gdy indukowane napięcie ESD przekracza limit. Obwód zabezpieczający może zawierać wiele jednostek bocznikujących prąd.

Istnieje wiele różnych obwodów, które mogą zapewnić ochronę przed ESD, ale przy wyborze należy wziąć pod uwagę następujące zasady i dokonać kompromisu między wydajnością a kosztem: prędkość jest duża, co zależy od charakterystyki zakłóceń ESD; radzi sobie z przepływem dużego prądu; rozważ Przejściowe napięcie wystąpi zarówno w dodatniej, jak i ujemnej polaryzacji; efekty pojemnościowe i rezystancyjne wzrostu sygnału są kontrolowane w dopuszczalnym zakresie; brane są pod uwagę współczynniki objętości; brane są pod uwagę czynniki kosztowe produktu.

4. Ogólne wytyczne dotyczące środków zaradczych ESD:
(1) Dodaj diody zabezpieczające do podatnych urządzeń CMOS i MOS;
(2) Połącz dziesiątki rezystorów omowych lub koraliki ferrytowe na podatnej linii transmisyjnej (włącznie z przewodem uziemiającym);
(3) Wykorzystanie technologii powlekania powierzchni z ochroną elektrostatyczną, aby utrudnić ESD rozładowanie rdzenia, co okazało się bardzo skuteczne;
(4) Staraj się używać kabli ekranowanych;
(5) Zainstaluj filtr na podatnym interfejsie; odizolować czuły interfejs, w którym nie można zainstalować filtra;
(6) Wybierz obwód logiczny o niskiej częstotliwości impulsów;
(7) Osłona powłoki i dobre uziemienie

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu i Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagi:ESD61000-2