ESD静电试验方法及标准

参考静电放电发生器（ESD）试验方法及标准

概述

在低湿度环境下通过摩擦使人体充电的人体在与设备接触时可能会放电，静电放电的后果是：

• 设备中半导体器件通过直接放电损坏，导致设备永久失效；
• 近场电磁场因放电（可直接放电，也可间接放电）而发生变化，造成设备误动作。

ESD试验模拟了两种情况：

• 直接放电——操作人员直接接触设备对被测设备工作的放电和影响；
• 间接放电——当操作人员触摸相邻设备时通过对相邻物体的放电，间接影响被测设备工作。

静电放电抗扰标准

GB17626.2、YY0505、GB/T18268、EN55024、EN61547等。

静电放电实验室的型式试验

静电放电试验配置

由于静电放电的电流波形非常陡峭，前线已经达到0.7～1ns，其中包含的谐波成分应至少达到500MHz，因此，实验室测试配置的标准化是确保测试结果的重复性和可比性的关键。标准对此作了规定，总结如下：

• 水平耦合板(只有台式设备)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考地板相同.两个耦合板各有一个，两端连接470kΩ电阻电缆与参考地板连接，以便在放电试验中释放静电电荷.所需的电阻有能力承受放电；整个电缆具有绝缘保护，避免与接地板短路。
• 参考接地板采用00参考.25mm上述铜板或铝板(铝板易氧化，慎用).如果使用其他金属，厚度至少为0.65mm以上.参考地板的实际尺寸是无限的，要求每侧0超出被试设备(指地面设备)或测试台面水平耦合板(用于台式设备).5m以上.接地板应与实验室的保护接地线连接。
• 有连接线(包括参考接地板的接地电缆；耦合板上带电阻的连接电缆；放电枪连接到参考接地板上的接地线等。)必须保持低阻抗连接。
• 对于台式设备，在水平耦合板上覆盖一个0.5mm绝缘板需要在试验中不明显积累电荷.在台式设备测试中，水平耦合板至少比测试产品的每一面大0.1m.如果测试产品太大，要么选择更大的测试台；或者选择两个相同的测试台来放置测试产品。桌面上的水平耦合板不需要焊接在一起，而是可以在两个桌子的组合处覆盖一块相同材料的金属，只要每个桌面压力为0.3m以上即可.然而，两个表的水平耦合板需要用电阻线与参考地板连接。
• 对于地面设备，参考接地板上应有一个0.1m高绝缘支座、试件和试件电缆放置在绝缘支座上。
• 其他应注意的地方
  • 在距试品1m内部应没有墙壁和其他金属物品(包括仪器)。
  • 放电时，放电枪的接地回线和试件表面应保持至少0.2m间距，避免相互之间的额外感应，影响测试结果。
  • 根据实际情况(包括电源线、信号线括电源线、信号线、安装脚等)进行布局。.接地线应按厂家规定接地(如果没有接地线，则不接地)，不允许额外接地线。

静电放电试验方法

标准规定，当被测试设备正常工作时，人们可以触摸的部分是需要静电放电试验的部分（除外壳外，如控制键盘、显示屏、指示灯、旋钮、钥匙孔、电源线等）。试验期间，被试设备处于正常工作状态。

在测试正式开始之前，测试人员以20次/秒的放电速度快速扫描测试产品的表面，以找到测试产品的敏感部位（在扫描过程中有导致测试产品数量跳动和动作异常迹象的部位应记录在正式测试的关键部位，并在正式测试期间在其周围增加几个测试点）。正式测试时，放电以1/秒的速度进行(也有规定为1/5秒的产品)，以便测试产品能够及时响应.通常每个选定点放电20次(10次为正，10次为负)。

原则上，所有可以使用接触放电的地方都应该使用接触放电。对于涂有油漆的外壳，如果制造商没有解释绝缘的，在试验过程中，用放电枪的尖端刺穿漆膜放电试件；如果制造商解释为绝缘，则改为气隙放电。气隙放电应采用半圆头电极，每次放电前，放电枪应从试件表面移除，然后放电枪应慢慢靠近试件，直到放电发生。为了提高试验结果的重复性和可比性，放电电极应垂直于试验表面。

静电放电等级

标准将试验等级分为四个等级：

• 接触放电分别设置为2kV,4kV,6kV和8kV;

由于接触放电的不确定因素较少，所以接触放电是标准放电的首选；接触式放电有一个非常陡峭的上升时间，因此放电电流波形包含非常丰富的谐波成分。即使选择相对较低的测试电压，也可以获得比同级高压气隙放电更严格的测试结果。

• 气隙放电分别设置为2kV,4kV,8kV和15kV。