esd测试空气放电怎么操作 (esd测试标准和方法)

ESD校准的目的

静电放电(ESD)是模拟电子器件或设备在运输,拆卸,安装,维护或运行时被人或其它带静电物体通过接触或非接触(空气)方式释放静电的一项测试。ESD是非常重要的一项EMC测试,同时也是破坏力较大,容易不通过的一项EMC测试。轻则导致设备运行不正常,严重的可能让样品造成永久性损坏甚至无法工作。显然,从可靠性性的角度来讲,样品能承受的静电等级越高越好,但一味提高静电等级又违反了工业领域里适度,经济的原则。基于此,我们通常会规定一定的ESD等级,目前主要参照ISO-10605-2014或各整车厂自己的标准,后者的制定也通常是以前者为依据。只有标准还不够,要怎么才能真正做到恰如其分的遵照标准值呢?这就是本文所要探讨的如何校准静电枪。

ESD校准环境

我们可能都有一个感性认识冬天比夏天更容易产生静电,其实从原理上说这主要是受湿度的影响。曾有人研究过温度和湿度对静电电压的影响,如图1。

esd静电释放怎么检测,esd测试标准和方法

通过图1可以得到一个简单的结论:温度对静电有较小的影响,湿度对静电电压有较大的影响。正是考虑到温湿度对静电放电有影响,所以标准规定:校准和测试温度为:(25 ± 10) °C;相对湿度为20 %至 60 % (最优为:20 % 至

30%)。校准将温湿度严格控制在标准规定的范围内。

高压校准

高压校准的目的是确保每次实验都是释放的规定等级的静电电压。校准时,将高压计置于ESD暗室内的测试桌上并进行良好接地如图。使用前,先将高压计预热15分钟,然后将枪头与高压计接触,让电压上升,看高压计上的示数是否可以稳定在设置的数值处,如图2所示。

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校准时,需要将四个放电网络(150pF/330Ω,330pF/330Ω,150pF/2kΩ 和 330pF/2kΩ)的每个电压等级(±2kv,±4kv,±6kv,±8kv, ±15kv)分别用高压计测试10次,记录在校准档案里并求出其均值,按照标准需要满足±5%的精度要求。

放电电流波形校准

ESD是一个时间极短,瞬时电流较大,具有一定随机性的放电现象,所以将其放电电流波形控制在满足标准要求的范围内显得极其重要。校准前,首先将静电发生器放置在屏蔽室内的地面上,同时将ESD枪固定在三角支架上,并将枪头良好的接触在ESD靶子的中心放电点上,如图3 (根据标准,不对空气放电进行校准) 。

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固定好静电枪后,需要将静电枪的接地线用螺栓固定在枪靶中心向下垂直500mm处,并且接地线的中心向后拉成一个三角,用支架固定好,如图4所示。

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屏蔽室外,ESD靶的另一侧,由静电枪在枪靶激发的放电电流需要通过一个连20dB衰减器的BNC射频同轴线输入到示波器里,如图5所示。

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通过示波器,我们可以观察到图6所示的静电放电电流波形,即为校准波形。校准波形的判断依据主要包括上升时间和不同时间点的电流值。上升时间规定为0.7-1ns;不同时间点的电流值有表1给出,如果两项都满足要求,则静电枪合格;如果不满足要求且布置严格遵守了标准则需要换静电枪再次校准。和高压校准一样,放电电流波形校准也需要将四个放电网络(150pF/330Ω,330pF/330Ω,150pF/2kΩ 和330pF/2kΩ)的每个电压等级(±2kv,±4kv,±6kv,±8kv, ±15kv)分别用高压计测试10次,分别记录并求出其均值,若判断结果均为通过,则完成校准。

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总结

ESD校准的准确与否将直接影响ESD的测试结果,所以在校准时一定要严格照标准对各设备进行布置,对设备参数进行设置,对获取的校准值与标准值进行对比,使整个校准真正做到真实,规范,可信,可靠。