静电放电抗扰度试验PPT课件

1、1 静电放电静电放电抗扰度试验抗扰度试验 Electrostatic discharge immunity test 2 静电放电原理介绍静电放电原理介绍 ESD- Electro-Static Discharge 摩擦生电摩擦生电：两种物质间交互作用产生，是一种材质表两种物质间交互作用产生，是一种材质表 面原子因摩擦使外层面原子因摩擦使外层电子游离化的一种现象，摩擦后电子游离化的一种现象，摩擦后 两物质一带正电荷，另一带负电荷。两物质一带正电荷，另一带负电荷。 电磁感应：由强大电磁场所产生的效应，使两物质间电磁感应：由强大电磁场所产生的效应，使两物质间 产生形同摩擦生电应，使两物质一带正电荷

2、，一带负产生形同摩擦生电应，使两物质一带正电荷，一带负 电荷的静电现象。电荷的静电现象。静电现象。静电现象。 影响摩擦生电的因素：相对湿度影响摩擦生电的因素：相对湿度, , 物质材料物质材料, , 接触面接触面 积积, , 摩擦频率摩擦频率 人体静电效应人体静电效应：人体人体TOTAL CHARGE: 3uc (15uc) capacitance: 150pf (100-250pf) V=Q/C=3uc/150pf=20KV 3 静电放电原理介绍静电放电原理介绍 电子零件静电荷放电时的等效电路电子零件静电荷放电时的等效电路(人体带静电电荷人体带静电电荷) 4 静电放电原理介绍静电放电原理介绍

3、导体与非导体对地放电效果导体与非导体对地放电效果 导体因原子结构的外层电子活动性强，接地可完全放电导体因原子结构的外层电子活动性强，接地可完全放电 非导体因原子结构的外层电子活动性弱，接地无放电效果非导体因原子结构的外层电子活动性弱，接地无放电效果 静电效应静电效应 硬件破坏硬件破坏: : 半导体接口焚毁、半导体接口焚毁、ICIC金属连接焚毁、场效晶体管介金属连接焚毁、场效晶体管介 电崩溃电崩溃 模拟系统模拟系统: (: (如音响如音响) )短暂停止短暂停止 软件破坏软件破坏: : 逻辑错误、系统重置、数据损失、程序损失逻辑错误、系统重置、数据损失、程序损失 5 测试标准介绍测试标准介绍 IE

4、C 61000-4-2 :1995 ( = IEC 801-2 :1991 = EN 61000-4-2 :1995=GB T 17626.2 -1998 ) IEC - International Electrotechnical Commission 广泛被广泛被 世界各国引用的世界各国引用的ESD测试规格测试规格 被欧联引用之规格称为被欧联引用之规格称为EN 61000-4-2 中国国家标准中国国家标准 GB T 17626.2GB T 17626.2 系完全翻译此一国际标准系完全翻译此一国际标准 IEC 61000-4-2 :2001(=IEC 61000-4-2 :1995 +A1

5、:1998+ A2 :2000) 2003年起強制執行年起強制執行 ANSI C63.16 ANSI - American National Standards Institute广泛被美国广泛被美国 白色货物白色货物( (White Goods)、消费性产品消费性产品( (Consumer Products) 及通讯产品及通讯产品( (Telecom) 制造商所引用的测试标准制造商所引用的测试标准 White Goods - 电冰箱、洗衣机、炉具等电冰箱、洗衣机、等 Consumer Products - 电视机、音响设备等 6 法规差异法规差异 Immunity Generic Stand

6、ard for Residential, Commercial and Light Industry environment EN 50082-1:1992EN 50082-1:1997 ItemStandard Test Specification PerformanceStandard Test Specification Performance ESDIEC 801-2Air: 8kVCriteria BEN 61000-4-2 AIR: 8kV8kV Contact: 4kV4kV Criteria B Energy storage capacitor 150 pF 10%150 pF

7、 10% Discharge resistor 150 5 % 330 10 % Output voltage 2kV to 16.5kV up to 8 kV ( nominal ) for contact discharge up to 15 kV (nominal) for Air discharge Polarity of the output PositivePositive and negative Rise time of the discharge current 5 ns 30 %0.7 to 1 ns 7 IEC 61000-4-2 :1995 VS IEC 61000-4

8、-2 :2001IEC 61000-4-2 :1995 VS IEC 61000-4-2 :2001 增加增加7.7.试验配置中对非接地设备试验配置中对非接地设备( (class II)class II)的试验方法的试验方法 (7.1.3 (7.1.3 Test method for ungrounded equipment)Test method for ungrounded equipment) 部份增加部份增加8.3.18.3.1直接施加放电试验程序中对不可直接施加直接施加放电试验程序中对不可直接施加 放电的限制放电的限制, , 对塑料件产品直接定义只打对塑料件产品直接定义只打AIR D

9、ischarge, AIR Discharge, 并推荐并推荐I/O portI/O port放电点放电点 (8.3.1 (8.3.1 Direct application of discharges to the EUT) 部份增加部份增加8.3.2.18.3.2.1对水平耦合平面试验程序的规定对水平耦合平面试验程序的规定 原原9.9.试验结果与试验报告拆成试验结果与试验报告拆成=“9.9.试验结果评估试验结果评估” 与与 “10.10.试验报告试验报告”两章节两章节 (9. (9. Evaluation of test results 10. Test Report) 法规差异法规差异 8

10、 TEST LEVEL 9 10 ESD Generator energy storage capacitance ( Cs + Cd): 150 pF 10 %; discharge resistance ( Rd): 330 10 %; charging resistance ( Rc): between 50 M and 100 M; output voltage: up to 8 kV (nominal) for contact discharge; up to 15 kV (nominal) for air discharge; tolerance of the output vol

11、tage indication: 5 %; polarity of the output voltage: positive and negative; holding time: at least 5 s; discharge, mode of operation : single discharge (time between successive discharges at least 1 s); 11 12 13 试验配置试验配置 14 试验配置试验配置: : 非接地設備非接地設備 15 环境环境(Environment) 测试环境为了减低因环境参数所造成测试结果之差异测试环境为了减低

12、因环境参数所造成测试结果之差异 温度温度( (ambient temperature) 15 ambient temperature) 15 to 35 to 35 相对湿度相对湿度( (relative humidity) 30 % to 60 % relative humidity) 30 % to 60 % 大气压力大气压力( (atmospheric pressure) 86 kPa ( 860 mbar ) to atmospheric pressure) 86 kPa ( 860 mbar ) to 106 kPa ( 1060 mbar ) ( 1060 mbar )106 kP

13、a ( 1060 mbar ) ( 1060 mbar ) 注注: :实验室中之电磁环境不得影响到测试结果实验室中之电磁环境不得影响到测试结果 16 测试点选择测试点选择 考虑测试点可以包括以下位置考虑测试点可以包括以下位置 与地之间具有电气隔离之金属外壳部分与地之间具有电气隔离之金属外壳部分 控制区或键盘区之任何位置控制区或键盘区之任何位置,或人机接口之任何位或人机接口之任何位 置置例如开关,旋纽,及其它操作可接触之部位 指示器指示器, LED, LED,插槽插槽, ,连接器槽等连接器槽等 连接器可考虑如下表连接器可考虑如下表: : 17 测试场地注意要点测试场地注意要点 测试前必须确认测试

14、前必须确认Ground Plane接地螺丝未松脱接地螺丝未松脱, HCP/VCP接地阻抗接地阻抗470k 是否正确是否正确是否正确。 测试场地必须控制温湿度测试场地必须控制温湿度, 值为：值为：Ambient Temperature ：15 to 35 Relative Humidity ：30% to 60% 以上条件以开启除湿机及冷气机调节并用温湿度计监控 测试桌上除待测对象外测试桌上除待测对象外, 请勿摆放不相干对象以免影响测试场地之准确性请勿摆放不相干对象以免影响测试场地之准确性, , 每每 天机器使用前必需进行天机器使用前必需进行Spot Check, 确认确认output 正常正常

15、。 Ground Reference Plane必须置于地上必须置于地上, 且其大小必须大于且其大小必须大于EUT 或或 coupling plane的四周至少的四周至少50 cm 以上以上 EUT 和测试空间的墙壁及任何金属物必须至少保持和测试空间的墙壁及任何金属物必须至少保持1 米以上米以上 HCP 大小为大小为1.6 m x 0.8 m( VCP 大小为大小为50 cm x 50 cm ), 且必须置于木且必须置于木 质桌上质桌上, EUT和和HCP 间必须以一间必须以一0.5 mm 的绝缘物质阻隔的绝缘物质阻隔 静电枪静电枪Grounding metal strap 必须确实接地。必须

16、确实接地。( (通常长度为通常长度为2 米以内米以内) ) 桌上型待测物必须置于一桌上型待测物必须置于一80 cm 高之木质桌上且此桌子必须于高之木质桌上且此桌子必须于Ground Reference Plane 上上 18 测试步骤测试步骤 1. 1. 测试测试SampleSample依其正常功能依其正常功能, , 配合外围组成配合外围组成Test Configuration, Test Configuration, 测试时尽可能测试时尽可能ActiveActive每种功能每种功能, , , , 来确认测试中所有来确认测试中所有Function Function 正正 常常, , , , 电

17、源线、信号线种类请依照客户规格使用。电源线、信号线种类请依照客户规格使用。用。用。 2. 2. 依产品结构选定测试点依产品结构选定测试点, , 所有可能放电的位置都必须列为测试点所有可能放电的位置都必须列为测试点 3. 3. 依照客户提出之测试规格依照客户提出之测试规格, , 测试电压值由正、负极性测试电压值由正、负极性, , 由低而高依由低而高依 序执行序执行, , 其中其中Contact Discharge Contact Discharge 测试测试, (, (含含Direct Direct 及及Indirect) Indirect) 及及Air Air Discharge Discha

18、rge 测试每一个测试点测试每一个测试点DischargeDischarge至少至少10 10 次次, , 每次至少间隔每次至少间隔1 1 秒秒, (, (若依若依Product standard,Product standard, 如如YD 1215 YD 1215 有特别要求有特别要求, , ,优先依照其规优先依照其规 定定) ) 4. 依下述方式对依下述方式对EUT 执行静电放电执行静电放电, 并观察测试过程中并观察测试过程中EUT各项功各项功 能是否正常能是否正常. 直接放电直接放电 对待测物对待测物 ( (EUT) EUT) 接触放电接触放电( (Contact Discharge)

19、Contact Discharge) 针对EUT 上所有导电表面(Direct Discharge)及HCP/VCP (Indirect Discharge) 作测试, “静电枪头” Discharge Tip请使用尖头直接接 触EUT 外壳导电部份, 于电压指示到达要求值时将放电针” 垂直” 接触测试点后, 按控制按钮放电, 等待电压指示再次达到要求值时 再次按钮放电, 如此反复执行直到测试完成 19 对待测物隔空放电对待测物隔空放电( (Air Discharge) 针对放电鎗无法直接接触 (Contact) 放电的表面或缝隙则执行Air Discharge, “静电枪头” Dischar

20、ge Tip请使用圆头直接接触EUT 外壳导电部份,启动 充放电开关充电, 在安全无虞之下(在不造成EUT受测点被损坏的状况下), 尽快将静电枪头以垂直角度接近并接触EUT 外壳。完成放电后, 必需将静 电枪移离EUT 外壳, 而后重复充放电测试过程直到整个测试过程结束。 b. 间接放电间接放电 对耦合平面板对耦合平面板( (coupling plane) 接触放电接触放电接触放电 耦合平面板有垂直(VCP) , 水平(HCP) 之分, 以接触放电方式对VCP, HCP 放电放电: Vertical Coupling ：VCP 大小为0.5mX0.5m, 将待测物置于 塑料垫上, 距VCP 前

21、 10cm, 对VCP边线线中心点作Contact Discharge, 能量是以 Coupling 方式去影响待测物, EUT 四面都需要测试。 Horizontal Coupling ：将待测物置于塑料垫上, 距HCP 10cm 前前, , 对对HCP 执行 Contact Discharge, 能量是以Coupling 方式去影响待测物, EUT 四面都需要测试 6. 6. 对于对于Class II (Class II (没有没有Safety Ground) Safety Ground) 待测物是否必须主动于每次待测物是否必须主动于每次 Discharge Discharge 后对机壳放

22、电再执行另一次后对机壳放电再执行另一次Discharge Discharge 请与客户讨论后决请与客户讨论后决 定定, , ,并记录说明并记录说明并记录说明。并记录说明。 7. 7. 依据相关产品测试标准作测试结果判定并填具依据相关产品测试标准作测试结果判定并填具ESD TEST ESD TEST RECORD RECORD 20 判定标准判定标准 测试前须确认测试前须确认EUT EUT 功能功能, , 测试完须再确认一次测试完须再确认一次, , 以防止潜在一问题而误判以防止潜在一问题而误判一判。一判。 一般确认项为一般确认项为 a. a. 基本基本ModeMode及状态确认及状态确认; ;

23、b. b. 外围动作确认外围动作确认; ; c. c. 软件执行确认软件执行确认; ; d. d.数据显示及传输确认数据显示及传输确认; ; e. e. 语音确认语音确认 A A 级定义级定义 ( (Performance Criteria A )Performance Criteria A ) 产品于测试前后及测试中之功能不可有任何改变者。 制造者可以于说明书中指明暴露于测试条件下允许少许受干扰, , 但不影响设备正 常功能者, , 但测试后须自动恢复正常。 上述中的条件测试, 须依制造者所述之Permission level 执行测试, 以验证其真实性, 并记录于Report 中。 B B

24、 级定义级定义 ( (Performance Criteria B )Performance Criteria B ) B ) 测试中可以有预期功能上的降损, 但测试后, 无须人工介入且功能正常运作。 上述中的错误, 若制造者于说明书中未提及可允许的情况, 则须依使用者立场来对 此产品来加以判定, 如: 储存设备于干扰环境存在时, 根本无法储存或储存的Data 和 预期完全不同, 虽干扰环境消失功能正常, 应不可列为此级水平。可列为此级水平。 制造者可以于说明书中指明暴露于测试条件下允许少许受干扰, 但不影响设备正常 功能者, , 但测试后须自动恢复正常。 上述中的条件测试, , 须依制造者所

25、述之Permission level执行测试, 以验证其真实性, 并记录于Report 中。 C C 级定义级定义 ( (Performance Criteria C )Performance Criteria C ) C ) 可以有功能的错误, 且此错误可以由EUT 自动恢复或由人工方式依使用手册恢复之 存于不易变内存中的数据或因有电池保护的数据或功能, 不可有遗失。 21 YD 1032 ESD TEST 22 YD 1032 ESD TEST判定标准判定标准 23 YD 1032 ESD TEST SET UP 24 YD 1032 ESD TEST SET UP 25 信息類產品信息類

26、產品EN 55024EN 55024对对ESDESD测试测试 的特别要求的特别要求 静电放电应对静电放电应对EUTEUT在正常使用期间可能被触摸的点或面施加，在正常使用期间可能被触摸的点或面施加， 包括在包括在User manual User manual 中规定，使用者可能触摸的地方中规定，使用者可能触摸的地方 静电放电有两种方式静电放电有两种方式静电放电有两种方式: a) a) 对导电表面和耦合平面作接触放电对导电表面和耦合平面作接触放电接触放电接触放电( ( (contact discharge)contact discharge) EUT应承受至少200次 (正，负极性各100 次)

27、放电。测试点至少四 点 (每点至少放电50次) ，且其中一点选在HCP的前缘，其余三点 选在EUT上。如果EUT上找不到contact discharge的点时，则应对 VCP进行至少200次放电,每次放电间隔至少1 秒钟。有外漆之EUT, 应判断其喷漆的目的为美观非绝缘目的时, 应将漆刺破施与放电。 b) b) 对孔和缝、绝缘面作隔空放电对孔和缝、绝缘面作隔空放电隔空放电隔空放电( ( (air discharge)air discharge) 当对EUT无法进行contact discharge 时，应选择在EUT正常操作下 user 容易触摸且容易出现问题的点做air discharge, 如: keyboard 按键 间之间隙, keyboard 之盖子及电话筒之类。对每个测试点进行至少 20次 (正，负极性各10 次)放电,有外漆之EUT, 若会放电亦应施与 放电。 (不论外漆之目的为何), 每一放电点至少放电正、负10 次。 本标准对开放式的连接器不要求测试本标