Ispitivanje otpornosti na elektrostatičko pražnjenje (ESD) prema IEC EN 61000-4-2

1. Protumjere i mjere ispravljanja uobičajenih problema u ispitivanju ESD otpornosti
1.1 Mehanizam nastanka elektrostatičkog pražnjenja i njegova šteta za elektroničke proizvode
Statički elektricitet nastaje nakupljanjem pozitivnih i negativnih naboja na dva objekta kada se dvije tvari s različitim dielektričnim konstantama trljaju jedna o drugu. Što se tiče ljudskog tijela, statički elektricitet koji nastaje trenjem između odjeće i kože jedan je od glavnih razloga elektrifikacije ljudskog tijela. Kada je elektrostatički izvor u kontaktu s drugim objektima, postoji protok naboja koji se suprotstavlja naponu. Prijenos ove velike brzine snage će generirati potencijalno štetne napone, struje i elektromagnetska polja, što je elektrostatičko pražnjenje.

U proizvodnji i korištenju elektroničkih proizvoda operater je najaktivniji izvor statičkog elektriciteta i može akumulirati određenu količinu naboja. Kada ljudsko tijelo dodirne komponente i uređaje spojene na masu, elektrostatičko pražnjenje će se generirati. Elektrostatičkog pražnjenja općenito predstavlja ESD. Elektrostatičkog pražnjenja nastaje kada se dodiruju komponente i uređaji spojeni na masu. Elektrostatičkog pražnjenja općenito predstavlja ESD. ESD može uzrokovati ozbiljno oštećenje ili kvar elektroničke opreme.

Većinu poluvodičkih uređaja lako je oštetiti elektrostatičko pražnjenje, posebno LSI uređaji su osjetljiviji. Postoje dvije vrste štete koju uzrokuje statički elektricitet na uređaju, eksplicitna i implicitna. Skrivena oštećenja u to vrijeme nisu bila vidljiva, ali je uređaj postao lomljiviji i lako se oštetio u uvjetima kao što su prenapon i visoka temperatura.

Dva glavna mehanizma oštećenja ESD su toplinski kvar uređaja zbog topline koju stvara ESD struja i proboj izolacije zbog visokog napona izazvanog ESD. Osim što lako uzrokuje oštećenje kruga, ESD također može ometati elektroničke sklopove. Postoje dva načina za ometanje ESD krugovi.

Jedna je metoda provođenja. Ako određeni dio kruga tvori put pražnjenja, tj ESD spojen je na krug u uređaju, a ESD struja teče kroz ulazni kraj integriranog čipa, uzrokujući smetnje.

Drugi oblik ESD smetnja je zračena smetnja. To jest, vršna struja se stvara zajedno s iskrama tijekom elektrostatičko pražnjenje, a ova struja sadrži obilne visokofrekventne komponente. Ovo proizvodi zračeno magnetsko polje i električno polje, koje može inducirati ometajuće elektromotorne sile u različitim signalnim petljama obližnjih krugova. Elektromotorna sila smetnji vjerojatno će premašiti razinu praga logičkog sklopa, uzrokujući lažno okidanje. Veličina zračene smetnje također ovisi o udaljenosti kruga od točke elektrostatičkog pražnjenja. Magnetsko polje koje proizvodi ESD opada s kvadratom udaljenosti. . Električno polje koje proizvodi ESD raspada se kubno s udaljenošću. Kada je udaljenost mala, i električno i magnetsko polje su jaki. Kada ESD dogodi, krugovi na obližnjim lokacijama općenito su pogođeni.

ESD U bliskom polju, osnovni način radijacijske sprege može biti kapacitivan ili induktivan, ovisno o impedanciji ESD izvor i prijemnik. U dalekom polju postoji sprezanje elektromagnetskog polja.

Gornja frekvencija elektromagnetske interferencije (EMI) povezana s ESD-om može premašiti 1 GHz. Na ovoj frekvenciji tipični kabeli opreme ili čak tragovi tiskanih ploča mogu postati vrlo učinkovite prijemne antene. Stoga, za tipičnu analognu ili digitalnu elektroničku opremu, ESD uzrokuje visoku razinu buke.

Općenito govoreći, uzrokovati štetu, ESD iskre moraju izravno kontaktirati žice strujnog kruga, a radijacijska sprega obično uzrokuje samo kvar.

Pod dejstvom ESD, uređaji u krugu su osjetljiviji na stanje pod naponom nego stanje bez napona.

2. Ispitivanje elektrostatičkog pražnjenja i povezani zahtjevi za elektroničke proizvode
Zahtjevi za ESD test otpornosti razlikuju se za standarde elektroničkih proizvoda s različitim okruženjima uporabe, različitim uporabama i različitim ESD osjetljivostima, ali većina tih standarda izravno ili neizravno upućuje na GB/T17626.2- 1998 (idt IEC 61000-4-2:1995): "Ispitivanje otpornosti na elektrostatičko pražnjenje of Electromagnetic Compatibility Test and Measurement Technology”, nacionalni temeljni standard za elektromagnetsku kompatibilnost, a ispitivanje se provodi prema metodi ispitivanja. Sljedeće ukratko predstavlja sadržaj, metode ispitivanja i povezane zahtjeve norme.

2.1 Ispitni objekti:
Ova norma pokriva uređaje, sustave, podsustave i vanjsku opremu u elektrostatičko pražnjenje okoline i uvjete instalacije.

2.2 Sadržaj testat:
Postoje razni uzroci elektrostatičko pražnjenje, ali ovaj standard uglavnom opisuje akumulaciju statičkog elektriciteta od strane operatera kroz faktore kao što je trenje u uvjetima niske vlažnosti. Zahtjevi za otpornost i ispitne metode za elektroničku i električnu opremu izloženu elektrostatičkom pražnjenju izravno od operatera i na susjedne objekte.

2.3. Testne svrhe:
Testirajte sposobnost jednog uređaja ili sustava da se odupre elektrostatičkim smetnjama. Simulira: (1) pražnjenje operatera ili predmeta pri dodirivanju opreme. (2) Ispuštanje osobe ili predmeta na susjedni objekt.

2.4. Metoda pokusa:
U ovoj normi navedene su dvije metode ispitivanja: metoda kontaktnog pražnjenja i metoda pražnjenja zrakom. Kontaktno pražnjenje je poželjna metoda ispitivanja, a pražnjenje zrakom koristi se tamo gdje se kontaktno pražnjenje ne može koristiti.

Metoda kontaktnog pražnjenja: Metoda ispitivanja u kojoj se elektrode ispitnog generatora drže u kontaktu s opremom koja se ispituje, a pražnjenje se pobuđuje prekidačem za pražnjenje u generatoru.

Metoda pražnjenja zrakom: Metoda ispitivanja u kojoj se elektroda za punjenje ispitnog generatora približi ispitivanom uređaju i ispitni uređaj se pobuđuje na pražnjenje iskrom.

2.5 Testno okruženje:
Ova norma utvrđuje uvjete okoline za ispuštanje zraka:
Temperatura okoline: 15℃~35℃, relativna vlažnost: 30%~60%RH, atmosferski tlak: 86kPa~106kPa
Norma ne specificira posebne uvjete okoline za kontaktna pražnjenja.

2.6. Provedba testa:
Mjesto provedbe: Izravno pražnjenje primjenjuje se na točke ili površine koje operater može dotaknuti tijekom normalne uporabe opreme koja se testira; neizravno pražnjenje primjenjuje se na vodoravnu spojnu ploču i okomitu spojnu ploču.

Izravno pražnjenje simulira elektrostatičko pražnjenje to se događa kada operater uspostavi izravan kontakt s uređajem koji se testira. Neizravna pražnjenja ispuštaju vodoravne i okomite spojne ploče, simulirajući što se događa kada operater ispušta objekte postavljene ili instalirane u blizini uređaja koji se testira.

Kod izravnog pražnjenja, kontaktno pražnjenje je poželjan oblik; samo na mjestima gdje se ne može koristiti kontaktno pražnjenje (kao što je površina obložena izolacijskim slojem, praznine na tipkovnici računala, itd.), umjesto njega se koristi pražnjenje zračnim rasporom (zrakom). Neizravno pražnjenje: odaberite metodu kontaktnog pražnjenja.

Ispitni napon postupno se povećava do specificirane vrijednosti od niske prema visokoj.
Različiti standardi za proizvode ili obitelji proizvoda mogu imati posebne odredbe za provedbu ispitivanja prema karakteristikama proizvoda.

2.7 Rezultati ispitivanja:
Ako ispitivanje elektrostatičkim pražnjenjem ne uspije, mogu se pojaviti sljedeće posljedice:
(1) Oštećenja poluvodičkih elemenata izravno su uzrokovana izmjenom energije.
(2) Električno polje i magnetsko polje uzrokovano promjenom pražnjenja, rezultiralo je kvarom opreme.

3. Mjere protiv elektrostatičkog pražnjenja i poboljšanja za elektroničke proizvode:
Postoji mnogo načina za smanjenje utjecaja elektromagnetskih smetnji (EMI) koje stvara ESD na elektronički proizvod ili uređaj: potpuno blokiranje stvaranja ESD-a, sprječavanje spajanja EMI-ja (konkretno EMI-ja zbog ESD-a u ovom članku) u krug ili uređaj, i povećanje inherentnog EMI uređaja kroz proces projektiranja. ESD imunitet.

ESD obično se javlja na vodljivim predmetima kojima je sam proizvod izložen ili na susjednim vodljivim objektima. Što se tiče opreme, dijelovi koji su skloni elektrostatičkom pražnjenju su: kabeli, tipkovnice, izloženi metalni okviri i rupe, rupe i praznine na kućištu opreme.

Uobičajena metoda poboljšanja je postavljanje prijelaznih zaštitnih krugova između ESD-a proizvoda ili opasne točke upada, kao što je ulazna točka i uzemljenje, ti krugovi funkcioniraju samo kada ESD inducirani napon prijeđe ograničenje. Zaštitni krug može uključivati ​​više strujnih shunt jedinica.

Postoji niz sklopova koji mogu postići svrhu ESD zaštite, ali pri odabiru se moraju uzeti u obzir sljedeća načela i kompromis između performansi i cijene: brzina je velika, što je određeno karakteristikama ESD smetnje; može se nositi s prolazom velike struje; razmislite o prijelaznom naponu koji će se pojaviti iu pozitivnom iu negativnom polaritetu; kapacitivni i otporni učinci povećanja signala kontroliraju se unutar dopuštenog raspona; uzimaju se u obzir faktori volumena; uzimaju se u obzir faktori troškova proizvoda.

4. Opće smjernice za ESD protumjere:
(1) Dodajte zaštitne diode osjetljivim CMOS i MOS uređajima;
(2) Nanižite desetke ohma otpornika ili feritnih kuglica na osjetljivu prijenosnu liniju (uključujući žicu za uzemljenje);
(3) Korištenje tehnologije elektrostatičke zaštite površine kako bi se ESD-u otežalo pražnjenje jezgre, što se pokazalo vrlo učinkovitim;
(4) Pokušajte koristiti oklopljene kabele;
(5) Ugradite filtar na osjetljivo sučelje; izolirajte osjetljivo sučelje gdje se filter ne može instalirati;
(6) Odaberite logički sklop s niskom frekvencijom impulsa;
(7) Zaštita školjke i dobro uzemljenje

Lisun Instruments Limited osnovao je LISUN GROUP u 2003. LISUN sustav kvalitete je strogo certificiran prema ISO9001:2015. Kao član CIE, LISUN proizvodi su dizajnirani na temelju CIE, IEC i drugih međunarodnih ili nacionalnih standarda. Svi proizvodi prošli su CE certifikat i ovjereni od strane laboratorija treće strane.

Naši glavni proizvodi su Goniofotometar, Integrirajući sferu, spektroradiometra, Napredni generator, ESD simulator oružja, EMI prijemnik, EMC test oprema, Električni sigurnosni ispitivač, Komora za zaštitu okoliša, temperatura komore, Klimatska komora, Toplinska komora, Ispitivanje soli, Komora za ispitivanje prašine, Vodootporno ispitivanje, RoHS test (EDXRF), Test žarne žice i Test iglica plamenom.

Slobodno nas kontaktirajte ako vam treba podrška.
Tehnički odjel: Service@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8615317907381
Odjel prodaje: Sales@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8618117273997

Oznake:ESD61000-2