ESD-测试介绍分析课件

ESD（Electrostaticdischarge)）GBT17626.2:2006EN61000-4:2-2009IEC61000-4-2:2008

HarryLiESD（Electrostaticdischarge)）ESD测试目的/其他对电子和电气设备直接来自操作者和对邻近物体的静电放电时的抗扰能力验证—Asessmentelectricalandelectronicequipmentsubjectedtostaticelectricitydischarges,fromoperatorsdirectly,andfrompersonneltoadjacentobjects.放电电流的典型波形—typicalwaveformofthedischargecurrentrange测试等级的范围—rangoftestlevels;试验设备–testequipment;测试配置–testsetup;测试步骤–testprocedure;校准步骤–calibrationprocedure;ESD测试目的/其他对电子和电气设备直接来自操作者和对邻近物静电放电的术语定义*静电放电：具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移

—transferofelectricchargebetweenbodiesofdifferentelectrostaticpotentialinproximityorthroughdirectcontact.*间接放电方法：对EUT附近的金属耦合板进行放电，模拟人对EUT附近物体的放电。

—applicationofthedischargetoacouplingplaneinthevicinityoftheEUTtosimulatepersonneldischargetoobjectswhichareadjacenttotheEUT.*空气放电方法：将静电发生器充电电极靠近设备并由电弧火花对EUT激励放电。

—methodoftestinginwhichthechargedelectrodeofthetestgeneratorismovedtowardstheEUTuntilittouchestheEUT.*直接放电方法：直接对EUT实施放电（直接接触在EUT放电部位进行放电，）

—ApplicationofthedischargedirectlytotheEUT*接触放电方法：静电发生器的电极保持与EUT的接触，并由发生器内放电开关激励放电。

—methodoftestinginwhichtheelectrodeofthetestgeneratoriskeptincontactwiththeEUTorcouplingplaneandthedischargeisactuatedbythedischargeswitchwithinthegenerator静电放电的术语定义*静电放电：具有不同静电电位的物体互相靠静电试验等级/其它试验等级Testlevel接触放电ContactDischarge空气放电AirDischarge额外参考Additionalreference试验电压Testvoltage试验电压Testvoltage相对湿度Humidity抗静电材料antistaticmaterial合成材料等级composematerial12235%X24410%X36850%X481510%X静电试验等级/其它试验等级接触放电空气放电额外参考试验电压试环境湿度/使用材料影响静电充电量大小环境湿度/使用材料影响静电充电量大小1.2静电发生器Brand：EMTESTDevice：DitoESDGunSharpelectrodeRoundelectrode

1.2静电发生器Brand：EMTESTESDGenerator-NSG437ESDGenerator-NSG437测试设备—ESD发生器原理图测试设备—ESD发生器原理图ESD发生器ESD发生器组成相关参数Parameter充电电阻Rc50MOhm~100MOhm储能电容器Cs+Cd150（+/-10%）pF150pF为模拟人体电容量储能储能电容器；330Ohm电阻为表示人体握有某种金属物时的源电阻（模拟人手握金属（钥匙，螺丝刀等）放电）。尽可能靠近放电电极保证放电电流波形，减低放电形成对EUT的影响分布电容Cd放电电阻Rd330（+/-10%）Ohm放电开关——可更换的放电电极头圆头/尖头电极测试空气放电与接触放电需要更换放电回路电缆2m（longst3m）需保证发生器形成标准的波形电源装置————输出电压标称值2kV~15kV标准最低要求电压保持时间AD至少5s电压低于10%被认为以放电（Dito/NSG47）放电方式单次/自动（时间间隔>1s）需确保电荷是否消除，EUT正常放电电流波形见下图见下图电压指示器选择电压/显示放电电压/AD储电指示NSG437/DitoESD发生器ESD发生器组成相关参数充电电阻Rc50MOhm发生器放电电极发生器放电电极试验等级level接触放电ContactDischarge试验电压Testvoltage第一个峰值（10%）电流Firstpeakcurrentofdischarge（+/-15%A）开关动作时的上升时间RiseTime+/-25%（ns）在30ns时的电流cruuentat30ns+/-30%（A）在60ns时的电流cruuentat60ns+/-30%（A）127.50.84224150.8843622.50.812648300.8168ESD（CD）发生器输出电流波形试验等级level接触放电试验电压第一个峰值（10%）电流开ESD（AD）发生器输出电流波形ESD（AD）发生器输出电流波形发生器波形—人体放电波形发生器波形—人体放电波形静电场地概状水平0.8*1.6/垂直耦合板0.5*0.5/放电电阻470KOhm*2/接地参考金属平面0.65mm（面积应大于EUT/水平耦合板1.3*2.1M尺寸）EUT距离墙壁/其他无关金属0.8M发生器回路电缆距离EUT导电部分0.2M环境温度15~35摄氏度环境湿度30%~60%大气压力86KPa~106KPa其他产品标准规范规定之例外EUT有特殊工作气候条件例外电磁环境…………（统一接地影响，无线设备影响，依据EUT具体工作条件）EUT全面考核（进行所有正常运行方式）典型工作条件，辅助设备去耦，放置于第二张桌子也可（有条件地去耦……静电场地概状水平0.8*1.6/垂直耦合板0.5*0.5/放静电测试场地布置VCP0.5*0.5m绝缘木桌0.8m高HCP0.8*1.6m透明绝缘垫0.5mm厚静电测试场地布置VCP0.5*0.5m绝缘木桌0.8m高透EUT测试配置对EUT进行静电放电的方法（a&b）a)contactdischargetotheconductivesurfacesandtocouplingplanes;b)airdischargeatinsulatingsurfaces.Twodifferenttypesoftestscanbedistinguished:–在实验室进行的一致性试验型式(优先选用);–在最终安装条件下对设备进行的型式试验.Thepreferredtestmethodisthatoftypetestsperformedinlaboratories.EUT的测试布置应根据制造商的安装说明书实施.EUT测试配置对EUT进行静电放电的方法（a&b）EUT配置（台式）Thetestsetupshallconsistofanon-conductivetable,(0,8±0,08)mhigh,standingonthegroundreferenceplane.Ahorizontalcouplingplane(HCP),(1,6±0,02)m×(0,8±0,02)m,shallbeplacedonthetable.TheEUTanditscablesshallbeisolatedfromthecouplingplanebyaninsulatingupport(0,5±0,05)mminthickness.NOTEItisrecommendedthattheinsulatingpropertiesaremaintained.IftheEUTistoolargetobelocated0,1mminimumfromallsidesoftheHCP,anadditional,identicalHCPshallbeused,placed(0,3±0,02)mfromthefirstHCP.Thetablehastobeenlargedortwotablesmaybeused.TheHCPsshallnotbebondedtogether,otherthanviaresistivecablestotheGRP.AnymountingfeetassociatedwiththeEUTshallremaininplace.正常使用时挂在墙上和天花板的上都属于台式设备。EUT配置（台式）ThetestsetupshallEUT配置（台式）EUT配置（台式）EUT配置（落地式）TheEUTshallbeisolatedfromthegroundreferenceplanebyaninsulatingsupportof0,05mto0,15mthick.TheEUTcablesshallbeisolatedfromthegroundreferenceplanebyaninsulatingsupportof(0,5±0,05)mm.ThiscableisolationshallextendbeyondtheedgeoftheEUTisolation.EUT配置（落地式）TheEUTshallbeisoEUT配置（落地式）

EUT配置（落地式）

EUT分类—ESDⅠ类:使用时有直接接地(3Pin)或者与其他有接地系统的设备连接的设备.Ⅱ类:EUT使用时不与任何/有接地系统连接的设备连接(2Pinor电池供电的设备).Ⅰ类设备特点:静电排放能力强Ⅱ类设备:没有接地,静电消除能力差.对有接地的EUT进行测试,不需要对EUT进行静电电荷排放对于没有接地的/单独的EUT需要进行辅助放电(将发生器施加到EUT上的静电电荷引到大地),在施加每个脉冲前之前应消除EUT上（施加放电脉冲之部位）滞留的静电电荷。……EUT有很多可施加静电电荷的点，每个点的电阻不一样，所以，在哪个点施加静电，就在哪里排放静电。EUT分类—ESDⅠ类:使用时有直接接地(3Pin)或者与其ESD测试方法放电方式：单次放电方式（时间间隔至少1s/或更长的间隔/……）静电放电发生器应保持与实施放电的表面垂直（试验可重复性）。测试电压从低到选定的电压值（一般测试电压不超过EUT产品规范值（ManuFacture宣告）尽量单手持发生器（统一）放电次数：在预选点上，至少施加10次单次放电（最敏感极性），（其他产品标准没要求时，一般以10次……比较敏感的，至少10次每极性确保Pass/间隔时延适当……确保EUT运行状态稳定OK，是确定电荷被有效衰减的前提）（当EUT没有接触放电点/耦合测试次数需要增加）。接触放电/空气放电定义…………空气放电触发发生器时应距离EUT适当的距离……有些没放电EUT就故障……ESD发生器放电回路接地线距离EUT导电部分0.2M.///塑料外壳连接器内可接触的点，只进行空气放电（SCARRPort没有例子…………通常看产品标准是否要求对绝缘连接器各个插脚进行测试……）ESD测试方法放电方式：单次放电方式（时间间隔至少1s/或更静电放电不适用的forEUT——在维修时才接触到的点和面1)thosepointsandsurfaceswhichareonlyaccessibleundermaintenance.Inthiscase,specialESDmitigationproceduresshallbegivenintheaccompanyingdocumentation;——最终用户保养时接触到的点个面2)thosepointsandsurfaceswhichareonlyaccessibleunderservicebythe(end-)user.Examplesoftheserarelyaccessedpointsareasfollows:batterycontactswhilechangingbatteries,acassetteinatelephoneansweringmachine,etc.;——产品使用说明在安装后不能再接触的点和面3)thosepointsandsurfacesofequipmentwhicharenolongeraccessibleafterfixedinstallationorafterfollowingtheinstructionsforuse,forexample,thebottomand/orwall-sideofequipmentorareasbehindfittedconnectors;——有金属外壳的同轴多芯连接器的芯4)thecontactsofcoaxialandmulti-pinconnectorswhichareprovidedwithametallicconnectorshell.Inthiscase,contactdischargesshallonlybeappliedtothemetallicshelloftheseconnectors.——.或由于功能原因对静电放电敏感并且有静电放电警告标签的连接器或可接触的部分静电放电不适用的forEUT——在维修时才接触到的点和面VCP测试点选择VCP测试点选择耦合板HCP/VCP放电测试耦合板HCP/VCP放电测试EUT表面涂漆Ifthecoatingisnotdeclaredtobeaninsulatingcoatingbytheequipmentmanufacturer,thenthepointedtipofthegeneratorshallpenetratethecoatingsoastomakecontactwiththeconductingsubstrate.Coatingdeclaredasinsulatingbythemanufacturershallonlybesubmittedtotheairdischarge.Thecontactdischargetestshallnotbeappliedtosuchsurfaces.对EUT表面涂漆的测试方法选用AD/CD（byManufacture）：——金属shell表面非绝缘的涂层需要破开涂层进行接触放电——金属shell表面以绝缘为目的的涂层不需要破坏，以空气放电进行测试——也有客户要求AD/CD两种方法都需要测试——一般在非金属表面的导电涂层是肯定不能破坏的，用空气——只有在金属表面的绝缘涂层需要判断EUT表面涂漆IfthecoatingisnotdAboutbleederresistorscable……Thepresenceofthecablewiththebleederresistorscaninfluencethetestresultsofsomeequipment.AtestwiththecabledisconnectedduringtheESDpulsetakesprecedenceoverthetestwiththecableinstalledduringthetest,providedthatthechargehassufficientlydecayedbetweenthesuccessivedischarges.对不接地设备进行辅助排放滞留电荷（也有不使用的情况（对于泄放死的EUT）。-thetimeintervalbetweensuccessivedischargesshallbeextendedtothetimenecessarytoallownaturaldecayofthechargefromtheEUT;延长施加时间sweepingoftheEUTwithagroundedcarbonfibrebrushwithbleederresistors(forexample,2×470kΩ)inthegroundingcable.放电纤维刷NOTEIncaseofdisputeconcerningthechargedecay,thechargeontheEUTcanbemonitoredbyanon-contactingelectricfieldmeter.Whenthechargehasdecayedbelow10%oftheinitialvalue,theEUTisconsideredtobedischarged.（判断EUT电荷衰减-不适用，确保EUT运行稳定，听/看）Aboutbleederresistorscable…

post-installationtests（situESDtesting）Thesepostinstallationtests,whichareperformedinsitu,maybeappliedwhenagreedbetweenmanufacturerandcustomer.Ithastobeconsideredthatotherco-locatedequipmentmaybeunacceptablyaffected.NOTEInaddition,theEUTitselfmaysuffersignificantageingfrominsituESDtesting.Themeantimetofailure(MTTF)ofmanymodernelectroniccircuitsdecreasessignificantlyifthesecircuitshadoncetowithstandthedischargeofstaticelectricity.ThemalfunctiondoesnotneedtooccurimmediatelyduringtheESDtestbutthe