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靜電專題—試驗(yàn)

11/25 11:00
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本文原創(chuàng):硬件大熊,作者:雕塑者

《靜電專題—跡象》中,我們將靜電釋放過程總結(jié)為3種模型:人體模型(HBM)、機(jī)器模型(MM)、充電器件模型(CDM)。本文我們闡述靜電試驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

器件級(jí)&系統(tǒng)級(jí)

在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行靜電ESD試驗(yàn)時(shí),我們將試驗(yàn)分為器件級(jí)ESD、系統(tǒng)級(jí)ESD,但很多設(shè)計(jì)人員容易把這兩個(gè)試驗(yàn)概念混淆

通常芯片公司會(huì)測(cè)試驗(yàn)證芯片的器件級(jí)ESD性能,以確保芯片在生產(chǎn)或組裝到PCB期間不會(huì)發(fā)生ESD損傷,而系統(tǒng)級(jí)ESD則用于模擬終端用戶在使用整套產(chǎn)品時(shí)對(duì)外界ESD的抗擾能力。

器件級(jí)ESD測(cè)試包含HBM、MM、CDM三種模型,而系統(tǒng)級(jí)ESD測(cè)試則按照IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

系統(tǒng)級(jí)ESD電擊強(qiáng)度遠(yuǎn)高于器件級(jí)。

系統(tǒng)級(jí)ESD試驗(yàn)

芯片制造和使用過程中,可以通過ESD控制措施來對(duì)環(huán)境進(jìn)行管控(相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如:IEC ?61340),但當(dāng)電子產(chǎn)品最終產(chǎn)品送達(dá)客戶手中后,就無法對(duì)消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境ESD進(jìn)行約束,因此系統(tǒng)級(jí)ESD試驗(yàn)會(huì)比芯片級(jí)ESD試驗(yàn)更加苛刻。

IEC 61000-4-2是國際公認(rèn)的產(chǎn)品ESD等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中明確了兩種放電的測(cè)試規(guī)格:

接觸放電:2kV-8kV,

空氣放電:2kV-15kV

電壓極性為正負(fù),放電脈沖數(shù)>10個(gè),間隔時(shí)間>1s,測(cè)試設(shè)備為供電狀態(tài)。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的等效電路如下:

實(shí)際試驗(yàn)中使用的靜電放電槍如下:

試驗(yàn)測(cè)試臺(tái):

不需試驗(yàn)的情況

在試驗(yàn)后出現(xiàn)的故障等級(jí)分4類:

A:試驗(yàn)過程及結(jié)束后完全可以正常操作,無任何異常現(xiàn)象出現(xiàn);

B:試驗(yàn)過程中出現(xiàn)暫時(shí)性功能異常,但可以自動(dòng)恢復(fù);

C:出現(xiàn)功能異常,需要由操作人員做干涉后才能恢復(fù)功能;

D:出現(xiàn)異常且無法恢復(fù)正常。

在標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)中,產(chǎn)品必須符合A級(jí)或B級(jí)才能被接受。但如下幾種情況可以不進(jìn)行測(cè)試:

在維修和保養(yǎng)過程中才會(huì)接觸到的點(diǎn)和表面;

設(shè)備安裝固定后或安裝說明使用后不再接觸的點(diǎn)和面;

由于功能要求,對(duì)靜電敏感并有靜電警告標(biāo)簽的區(qū)域;

表面涂漆的產(chǎn)品,若設(shè)備廠家未說明漆膜為絕緣層,則因刮開漆膜后使電極頭與導(dǎo)電層接觸進(jìn)行放電,若廠家指明漆膜為絕緣層,則應(yīng)只進(jìn)行空氣放電,不進(jìn)行接觸放電。

另,試驗(yàn)空氣放電時(shí),放電端需要距離被試設(shè)備至少15mm,閉合開關(guān),再靠近受試點(diǎn),直至放電。決不能將圓形放電頭直接放在被試點(diǎn)上面,當(dāng)放電后應(yīng)將放電極頭移開并進(jìn)行靜電清除。

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