ESD 測(cè)試培訓(xùn)教材(共26張)

1、 Electrostatic Discharge Test (E.S.D.) 方 明 美的生活電器有限公司品質(zhì)與OEM中心一.什麼是靜電放電什麼是靜電放電 (ESD) 1.1. 定義:由于物體表面的不平衡電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移至使物體表面出現(xiàn)過(guò)?；虿蛔愕撵o止電荷稱(chēng)之為靜電 2. 靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象稱(chēng)之為靜電放電. a.嚴(yán)寒的冬天，當(dāng)您脫下暖和的毛衣，您會(huì)聽(tīng)到嗶嗶啪啪聲 b.乾燥的冷天，當(dāng)伸手去開(kāi)車(chē)門(mén)或窗戶(hù)，會(huì)感到觸電的感覺(jué) 3.靜電可通過(guò)多種途徑來(lái)產(chǎn)生 摩擦感應(yīng)現(xiàn)象離子裂變光電效應(yīng)結(jié)冰粒子束游離輻射衰變噴霧場(chǎng)效應(yīng)與帶電物體接觸等 4. 人體靜電量測(cè)量 A) 溫度24

2、.5,相對(duì)濕度 RH 為55 %測(cè)量 所穿鞋子 動(dòng) 作 產(chǎn)生靜電壓(Volts) 皮 鞋 原地慢速踏步 150200 皮 鞋 原地快速跑步 200250 球 鞋 原地慢速踏步 200250 球 鞋 原地快速跑步 250350B)當(dāng)不同條件下，靜電壓之變化產(chǎn)生方法 10%20%相對(duì)濕度 65%95%相對(duì)濕度 走過(guò)地毯 35,000 1,500走過(guò)塑膠地毯 12,000 250在椅子上工作 6,000 100拿起塑膠文件夾 7,000 600工作椅墊摩擦 18,000 1,500二. 靜電的危害 靜電的放電會(huì)使電子元器件的功能性能劣化甚至失效并且會(huì)干擾鄰近儀器及設(shè)備的正常工作. 據(jù)統(tǒng)計(jì)電子工業(yè)由于

3、靜電每年損失上百億美元 各類(lèi)半導(dǎo)體材料抗靜電能力之比較 晶片種類(lèi) 靜電破壞電壓 MOSFET 100200 EPROM 100 CMOS 2503,000 SCHOTTKY DIODE 3002,500 TTL 3002,500 Bipolar Transistor 3807,000 ECL 500 SCR 68010,000 由上可知，大體而言只要100V以上的靜電壓就可以對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)生傷害，故 ESD 之防護(hù)工作，我們不可不慎 三. 靜電防護(hù) 靜電的產(chǎn)生是不可避免的，但是可以防止它產(chǎn)生影響，也就是說(shuō)可以采取有效措施把靜電電位控制在一定范圍內(nèi)，使它不致於產(chǎn)生危害 1.疏導(dǎo)接地: 所有接觸電子器

4、件、生產(chǎn)調(diào)試和維修電路板的工作人員都必須佩戴靜電環(huán)（必須戴在手腕上),靜電環(huán)必須接大地。這樣，人體、衣服和工作臺(tái)上的靜電，不論它從哪裡來(lái)，大部分被引導(dǎo)到大地中，從而降低靜電電位 2. 離子中和 在工作臺(tái)上加裝離子發(fā)生器，利用它產(chǎn)生的離子 來(lái)中和絕緣體上極性相反的靜電。離子發(fā)生器間歇性輪流產(chǎn)生正離子和負(fù)離子，以中和人體、電子器件、電路板上的電荷，使它們的靜電電壓降低到可以容忍的程度 3.靜電屏蔽 此種方法利用Farady Cage 之原理使靜電場(chǎng)被摒蔽在容器之外圍. 四. 靜電模擬測(cè)試1.測(cè)試目的: a.評(píng)估靜電對(duì)產(chǎn)品(系統(tǒng))功能的影響,以及找出潛在的故障. b.確認(rèn)待查物體能夠承受一定要求的靜

5、電; c.找出待查物體比較薄弱的點(diǎn)進(jìn)行改善. 2. 測(cè)試規(guī)范要求 符合IEC61000-4-2; GB/T17626.2 標(biāo)準(zhǔn) X：表示開(kāi)放等級(jí)，此等級(jí)特定設(shè)備需求而由買(mǎi)賣(mài)雙方規(guī)定，指定之電壓則需要特別之測(cè)試設(shè)備 等級(jí) 接觸放電測(cè)試電壓 空氣放電測(cè)試電壓 12kV 2kV 24kV 4kV 36kV 8kV 48kV 15kV x特定值 特定值 等級(jí)指示電壓(kV)放電的第一個(gè)峰值電流(10%)A峰值電流上升時(shí)間tr (ns)在30ns時(shí)的電流(30%) A在60ns時(shí)的電流(30%) A123424687.51522.5300.7-10.7-10.7-10.7-148121624683.詞組

6、定義 1接觸放電:試驗(yàn)發(fā)生器的電極保持與受試設(shè)備的直 接接觸進(jìn)行放點(diǎn)的一種試驗(yàn)方法. a.直接接觸放電:直接對(duì)受試設(shè)備實(shí)施放電 b.間接接觸放電: 對(duì)受試設(shè)備附近的耦合板實(shí)施放電,以模擬人員對(duì)受試設(shè)備附件的物體放電對(duì)受試設(shè)備的影響. 2空氣放電: 將試驗(yàn)發(fā)生器電極靠近受試設(shè)備并由火花對(duì)受試設(shè)備的放電. 3 耦合板: 一塊金屬片和金屬板. (垂直耦合板 水 平耦合板 )4 接地參考平面: 一塊導(dǎo)電平面,其電位作為公共參考電位.5儲(chǔ)能電容: 靜電發(fā)生器中的充電電容器,用以代表人體充電至試驗(yàn)電壓值時(shí)的電容量.4. 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室要求1 環(huán)境: 溫度溫度：15-35 濕度：30-60% 大 氣壓：86-1

7、06kPa 2 測(cè)試桌(木制) 高度 : 80cm 寬度: 最小80cm 長(zhǎng)度: 最小160cm3 接地參考平面(金屬板):必須獨(dú)立接地 至少1平方米; 一般要求大于測(cè)試桌面積, 比測(cè)試桌各邊長(zhǎng)0.5m4 水平耦合板(HCP): 1.6x0.8m (金屬板)5 垂直耦合板(VCP): 0.5x0.5m (金屬板) (所有測(cè)試板厚度要求, 金屬材料為銅和鋁時(shí)最小厚度0.25mm,其它金屬材料時(shí)最小厚度0.65mm)6 HCP/VCP與接地參考平面連接要求串結(jié)電阻的大小:470k串接電阻的個(gè)數(shù): 2個(gè)電阻到接線端的距離: 30cm7 HCP 絕緣片厚度要求至少0.05mm.8 測(cè)試設(shè)備離墻壁至少1

8、m距離.9 靜電發(fā)生器要求： 接觸放電至少達(dá)到8KV 空氣放電至少達(dá)到15KV 儲(chǔ)能電容：150 pF 10% 放電電阻：33010% 充電電阻：50M100M之間 放電頭: 尖頭/圓頭各1個(gè) 5. 操作測(cè)試要求1被測(cè)試設(shè)備在空載和滿(mǎn)載條件下測(cè)試.2測(cè)試點(diǎn)選擇: a.接觸放電主要針對(duì)一些人手容易觸摸到的金屬部分及底部螺絲等. 待測(cè)物應(yīng)承受至少200次(正負(fù)極性各100次) 放電. 測(cè)試點(diǎn)至少4點(diǎn)(每點(diǎn)至少放電50次),且其中一點(diǎn)選在 HCP的前緣,其餘三點(diǎn)選在待測(cè)物上. 如果待測(cè)物上找不到接觸放電的點(diǎn)時(shí),則應(yīng)對(duì)VCP進(jìn)行至少200次放電. 對(duì)HCP放電時(shí)待測(cè)物需平行於HCP之邊緣,且距離HCP

9、之邊緣前端0.1m. 放電電極須在放電期間垂直於其前端邊緣,放電電極須接觸到HCP前緣. 對(duì)VCP放電時(shí)待測(cè)物需平行於VCP邊緣,且距離VCP之邊緣0.1m. 放電須在VCP耦合平面之垂直邊緣之中心點(diǎn)施行b.空氣放電主要對(duì)一些人體觸摸不到的孔、洞及縫隙進(jìn)行放電. 當(dāng)對(duì)待測(cè)物無(wú)法進(jìn)行接觸放電時(shí), 應(yīng)選擇在待測(cè)物正常操作下, 使用者容易觸摸到的孔、洞及縫隙進(jìn)行測(cè)試,對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行至少20次(正負(fù)極性各10次)放電.3 放電模式 a. 接觸放電: 以1P/S對(duì)測(cè)試點(diǎn)放電，共50次.（正 負(fù)極性各25次) 須先將E.S.D槍槍頭先接觸測(cè)試點(diǎn),然后啟動(dòng)測(cè)試.每單一測(cè)試點(diǎn)單一極性測(cè)完後(正/負(fù)25 次)

10、后, 需接地放電一次,再進(jìn)行下一極性或下一測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試, 以確保待測(cè)物上無(wú)殘餘電荷. b.空氣放電: 以1P/S對(duì)測(cè)試點(diǎn)/區(qū)域放電，若為一點(diǎn)，則放電20次（正負(fù)極性各10次），若為一區(qū)域，則以1cm的間隔放電. 先觸發(fā)電極后 放電圓頭需盡可能快速接近測(cè)試點(diǎn),通過(guò)空氣放完電後且接觸到測(cè)試點(diǎn). 在每一次放電後,放電圓頭電極需移離測(cè)試點(diǎn), 然後靜電發(fā)生器在觸發(fā)新的單一放電. 6. 測(cè)試結(jié)果評(píng)估1在規(guī)范限度中待測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)的操作狀態(tài)及功能正常，Criterion A 2 在規(guī)范限度中待測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)的操作狀態(tài)及功能劣化或喪失，但可自行恢復(fù)，Criterion B3在規(guī)范限度中待測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)的操作狀態(tài)及功能劣化或喪失，需操作人員處理或系統(tǒng)重新設(shè)定方可恢復(fù)，Criterion C 4在規(guī)范限度中待測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)由于設(shè)備或軟件損壞或流失，而無(wú)法恢復(fù)，Crite