《ESD测试方法大全》课件

ESD测试方法大全静电放电(ESD)测试方法是评估电子产品耐受静电的能力，以及防止其损坏的关键。byESD测试的重要性产品可靠性防止静电导致产品损坏，确保产品质量和性能稳定。安全生产避免因静电放电造成的安全事故，保障生产过程的安全。竞争优势提高产品可靠性和安全性，增强产品在市场中的竞争力。ESD测试基础知识静电放电静电放电(ESD)是指当带电物体之间的电位差突然释放时，产生的快速能量释放。ESD敏感器件许多电子器件对ESD很敏感，包括集成电路、半导体器件、微处理器等。ESD测试目的ESD测试旨在评估器件或系统对ESD的抵抗能力，确保其在使用过程中不会因静电放电而损坏。ESD测试的分类静电放电测试基于静电放电现象进行的测试，模拟人体或其他物体静电放电对电子设备的冲击。电磁兼容性测试评估电子设备在电磁环境中的兼容性，包括静电抗扰度测试，即测试电子设备对静电放电的抗扰能力。静电衰减测试1测试目的评估器件或材料的静电泄放能力2测试方法将带电体与待测物接触，测量电荷泄放时间和衰减率3测试标准IEC61340-5-1、GB/T2423.4人体模型(HBM)测试模拟人体HBM测试使用一个模拟人体静电放电的测试设备。模拟放电设备通过一个电容放电到被测设备上，模拟人体静电放电。测试电路测试人员在设备上设置适当的电压和电容，进行测试。充电设备模型(CDM)测试1模拟场景模拟电子设备在充电过程中，由于静电积累导致的放电现象2测试方法使用CDM测试仪模拟充电过程中的静电放电，并测试设备的抗静电能力3应用范围适用于各种电子设备，特别是笔记本电脑、手机等需要充电的设备机械模型(MM)测试1测试原理模拟器械或设备产生的ESD，通过机械接触的方式将静电能量传递到测试样品。2测试方法使用标准化的机械模型，通过一定的速度和压力接触测试样品。3应用场景适用于测试与机械接触相关的电子器件，例如手机、笔记本电脑等。电源线传导测试测试原理模拟电源线上的静电放电，测试设备的抗干扰能力。测试方法将静电放电发生器连接到电源线，施加一定电压的静电脉冲。测试目标确保设备在电源线上的静电放电情况下仍能正常工作。电磁耦合模型(IEC61000-4-2)测试1测试原理模拟外部电磁场对设备的影响，通过耦合电路将电磁脉冲注入到设备的信号线或电源线上，评估设备对电磁干扰的敏感性。2测试方法使用电磁场发生器产生特定频率和幅度的电磁脉冲，并将脉冲耦合到设备的信号线或电源线上。3测试标准根据IEC61000-4-2标准进行测试，该标准定义了不同频率和幅度的电磁脉冲测试级别。ESD测试设备介绍静电电压测量仪用于测量物体表面或空间的静电电压，帮助评估静电风险。静电放电发生器模拟静电放电事件，用于测试电子设备对静电的抗扰度。测试工装夹具用于固定测试样品，确保测试过程中样品与静电放电发生器接触良好。静电电压测量仪静电电压测量仪是ESD测试中必不可少的工具，用于测量目标物体上的静电电压。它通常采用高阻抗的电极来避免对目标物体静电电荷的干扰，并通过数字显示器或数据记录仪将测量结果呈现出来。静电电压测量仪的精度和分辨率对于测试结果的准确性至关重要。选择合适的测量仪器，并对其进行定期校准，可以保证测试结果的可信度。静电放电发生器静电放电发生器是ESD测试设备中必不可少的核心部件，它模拟人体模型(HBM)、充电设备模型(CDM)等不同放电模式，产生不同能量等级的静电脉冲。静电放电发生器通常包含高压电源、脉冲整形电路、放电探头等组件，用于产生可控、可重复的静电脉冲，以模拟真实环境中可能出现的静电放电。测试工装夹具夹具种类测试夹具种类繁多，根据不同测试标准、样品类型而选择。PCB测试夹具用于测试电路板，确保其ESD防护性能。连接器测试夹具用于测试连接器，确保其ESD防护性能。ESD测试标准介绍1JEDEC标准由联合电子设备工程委员会(JEDEC)制定的标准，广泛应用于半导体器件的ESD测试。2IEC标准国际电工委员会(IEC)制定的标准，涵盖了各种电子产品和设备的ESD测试。3GB标准中国国家标准，为国内电子产品ESD测试提供了指导和规范。JEDEC标准1概述JEDEC是一个国际半导体行业协会，制定了ESD测试标准，包括JESD22-A114,JESD22-A115等。2内容JEDEC标准涵盖ESD测试方法、测试条件、测试设备等，旨在保证电子元件的ESD抗扰度。3应用JEDEC标准广泛应用于半导体制造、封装、测试和应用阶段，确保电子产品可靠性。IEC标准IEC61000-4-2电磁兼容性测试标准，涵盖静电放电测试，用于评估设备抗静电干扰能力。IEC61340-5-1电子设备静电放电测试标准，提供静电放电测试方法，适用于各种电子产品。IEC62321静电放电测试标准，用于评估静电放电对电子设备的影响，并提供防护措施建议。GB标准GB/T2423.7-2018GB标准是用于描述电子设备耐受静电放电能力的测试方法和要求。GB/T2423.7-2018本标准主要针对电气和电子产品，规定了测试方法、测试条件、判定标准，以及ESD防护的设计要求。GB/T2423.7-2018在测试中，需要使用特定的测试设备，并根据产品类型选择合适的测试方法。ESD测试流程1测试环境要求湿度，温度，静电场2测试样品准备待测样品，测试夹具3测试方法操作步骤放电路径，电压等级4测试数据记录测试结果，测试时间5结果分析与判定合格标准，测试报告测试环境要求温度20℃~25℃湿度45%~55%静电场≤100V地面抗静电地板测试样品准备样品选择根据测试标准选择合适的样品进行测试。样品处理确保样品在测试前处于正常工作状态，并按照测试要求进行预处理。测试工装使用合适的测试工装夹具，确保样品在测试过程中的正确连接和固定。测试方法操作步骤1准备样品根据测试标准要求，选择合适的样品，并确保样品处于良好状态。2连接设备将样品连接到ESD测试设备，并确保连接牢固可靠。3进行放电根据测试标准和测试方法，使用静电放电发生器对样品进行放电。4观察现象观察样品在静电放电后的反应，并记录测试结果。测试数据记录测试数据记录记录每次测试的详细数据，包括测试时间、测试条件、测试结果等。数据表格使用表格形式记录数据，便于整理和分析。结果分析与判定1数据比对将测试结果与相关标准进行比对，判断产品是否符合要求。2趋势分析分析测试结果的变化趋势，寻找潜在的ESD问题。3判定结论根据测试结果和分析，得出产品的ESD抗性等级和测试结果的判定结论。ESD设计防护策略电路级使用ESD保护器件如二极管、齐纳二极管、TVS二极管等，在电路中构建保护电路，降低ESD电压，防止敏感元件损坏。封装级在芯片封装内部设计防静电结构，例如使用屏蔽层、电容等，降低封装内部的静电敏感性。系统级在系统设计阶段，采用防静电材料和结构，减少静电积累，并提供有效的静电放电路径。电路级ESD保护二极管二极管可以用来限制电压，防止过大的电压破坏电路电阻器电阻器可以用来限制电流，防止过大的电流破坏电路晶体管晶体管可以用来控制电流，防止过大的电流破坏电路封装级ESD保护材料选择选择具有良好电气性能和ESD抗性的封装材料，如低介电常数树脂、导电材料等。封装结构设计优化封装结构，例如增加屏蔽层、使用ESD保护器件等，以降低ESD敏感性。封装工艺控制严格控制封装工艺参数，例如金属化层厚度、焊点质量等，确保封装质量。系统级ESD防护1设计规则遵循严格的ESD设计规范，例如IEC61000-4-2，确保系统各个模块间电气隔离。2屏蔽技术使用屏蔽层或接地线来隔离敏感电路，防止外部静电放电侵入。3接地系统建立完善的接地系统，将静电能量快速引导至大地，防止静电积累。ESD测试实操案例分享本节将分享几个实际案例，展示如何进行ESD测试，并分析测试结果。例如，针对某款手机，我们进行HBM测试，模拟用户在日常使用中可能遇到的静电放电，以评估手机的ESD抗扰度。通过测试，我们发现手机的音频接口对静电放电非常敏感，建议对该接口进