靜電放電測試的基本概念.doc

檢測部高頻實驗室陳鵬吉(分機:1214)6靜電放電(ESD)測試的基本概念目的:(Electrostatic Discharge)因為地理環(huán)境上的不同造就成產(chǎn)品會在不同的環(huán)境下(例如不同的溫溼度)工作，為模擬消費者在一般的環(huán)境下仍然可以正常的使用產(chǎn)品。故設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境來產(chǎn)生放電狀況以測試產(chǎn)品是否有設(shè)計上的瑕疵。測試法源:目前約可分為2大類:1. 安全規(guī)定(safety)例如:美規(guī)UL1950。歐規(guī):EN60950及低電壓指令。2. 電磁耐受(EMS)目前僅歐規(guī)CE有強制實施。規(guī)範(fàn):EN6100-4-2，IEC1000-4-2，IEC801-2。臺灣商品檢驗局有中文法規(guī)CNS:13022-1類號是C5254-1目前檢測部最常被問到的ESD問題也可以概括成2類:1. 零件類:如CABLE類、RJ45、RJ11、USB、IEEE1394、Fine PITCH CONNECTOR測試法規(guī)一般都依尋，美規(guī)UL1950。歐規(guī):EN60950及低電壓指令。ABC，3點可任意選一點2. 成品類:鐵殼(ENCLOSURE) 一般都依循著電磁耐受(EMS)規(guī)範(fàn):EN6100-4-2、USB HUB、電腦週邊成品。CBA測試示意圖(摘自中央標(biāo)準(zhǔn)局CNS13022-1)VCP放電槍AIR放電頭測試實體圖:ESD測試擺設(shè)圖HCP接地線HCP與GROUND PLANE桌上的白點是每10cm，1個點VCP與EUT距10cm絕緣木桌Direct 放電頭測試方法概述(以EN6100-4-2規(guī)範(fàn)1995年版本來說明):首先必須將測試環(huán)境控制在溫度:1535、相對溼度30%60%、大氣壓力:68(680)106(1060)Kpa(mbar)。或由客戶自定(一般都比原法規(guī)更嚴(yán)格)。首先待測物必需開機且跑一個自行設(shè)計的軟體以確保待測物是在正常工作下。測試方法其實非常繁瑣我歸類成2大部分:l 直接測試:把放電頭(direct/air)直接在EUT本體(導(dǎo)電/非導(dǎo)電)部份放電並觀察待測物是否正常工作。l 間接測試:把放電頭(direct)直接在EUT本體的外圍(HCP/VCP)在距離EUT 10cm處放電並觀察待測物是否正常工作。l 以上每一項測試都必需從小電壓慢慢升到高電壓。HCP(Horizontal couple plane)、VCP(vertical couple plane)。l 待測物(EUT:EQUIPMENT UNDER TEST)所擺的桌面就是HCP，EUT置於此桌面應(yīng)有0.5mm厚的絕緣體墊片與HCP隔離。然後在EUT外圍每隔10公分用DIRECT CONTACT的測試頭對EUT放電並觀察EUT是否工作正常並記錄之。把VCP放在EUT的4個方向把DIRECT CONTACT的測試頭對VCP的A、B、C放電觀察EUT是否工作正常並記錄之。將EUT上金屬部分直接以DIRECT CONTACT的測試頭對EUT放電。必需注意若EUT的金屬部分有噴絕緣漆必須把絕緣漆去除(去除方式是以每10公分一個測試點不用全部去漆)。最後是以AIR CONTACT 頭對待測物的絕緣體部分實施放電。(含金屬絕緣體與塑膠部分)。注意:l DIRECT CONTACT測試頭是一個很”尖銳”的金屬頭對EUT是以直接接觸的方式來放電。l AIR CONTACT測試頭是一個很”鈍”的金屬頭對EUT是以不接觸的方式來放電但是要越接近EUT越好(若是測試位置是非金屬位置直接接觸也無妨)。l 測試的電壓值如下表P.S.:測試法規(guī)只例出table。EN55024中有要求測試電壓要到達(dá)多少。測試位準(zhǔn)DIRECT CONTACTAIR CONTACT12KV2KV24KV4KV36KV8KV48KV15KV客戶自定XX以上測試位準(zhǔn)必須由1234的方式循序漸近以模擬其能量的累積。客戶自定是因為某些狀況客戶會有特別要求例如他可能會要求測試30KV以上的電壓。例如;電動輪椅。根據(jù)最新法規(guī)EN55024(ver1995,ONLY FOR I.T.E.) 之要求:只要符合Direct contact4KV，AIR contact8KV即可但是intel要求Direct contact6KV，AIR contact12KV,參考資料:1. 目前公司有測過的產(chǎn)品所用的standard是(僅靜電測試部分)產(chǎn)品適用法規(guī)附註Card busUL1950，EN60950,EN61000-4-2工標(biāo)處有光碟RJ11UL1950，EN60950,EN61000-4-2RJ45UL1950，EN60950,EN61000-4-2IEEE1394(CABLE ASSEMBLE)UL1950，EN60950,EN61000-4-2系統(tǒng)(EX:BOXER)UL1950，EN60950,EN61000-4-2有露出外部的導(dǎo)體部分(人的手可以接觸到的地方)UL1950，EN60950,EN61000-4-22.目前的資源(已有ESD完整設(shè)備合作廠商):l 目前華升電子(Q-RUN)有一個環(huán)境(溫度未控制)可以測試，SETUP的標(biāo)準(zhǔn)是以EN61000-4-2。負(fù)責(zé)人:黃文憲，劉信彬，林君嚴(yán)TEL:22680970EXT138，197，253，256l 正崴精密也有設(shè)備環(huán)境都不錯的測試環(huán)境。負(fù)責(zé)人:林建興TEL:22689888EXT:462外部資源l 最近的一個營業(yè)測試站是土城的宏登科技TEL:22608375負(fù)責(zé)人:黃文宏。其它資源:還有很多自營實驗室在外面可是都太遠(yuǎn)如:工研院、電子檢驗中心、及經(jīng)濟部商品檢驗局網(wǎng)站(有關(guān)EMC部分)所登錄的一些實驗室。結(jié)論:靜電測試需求越來越多，也常有需求客戶。各事業(yè)處人員如:製工人員、市場人員都應(yīng)具備相關(guān)知識，以建立客戶信心。檢測部目前並沒有這樣的設(shè)施，未來若有需要會應(yīng)各事業(yè)群需求來建立實驗室，目前事業(yè)處若投單至檢測部則檢測部也可代為轉(zhuǎn)送外部LAB。以下(下一頁)附圖是林口某實驗室測試ESD的DATA SHEET這個測試僅在EUT上做TEST並未測試距離EUT10cm的干擾測試此data僅pretest data未完整做完以下是判定標(biāo)準(zhǔn)通過與否之判定有3個LEVELl Criterion A:當(dāng)干擾源發(fā)生時(即靜電槍放電在你的待測物上)EUT仍然可以正常工作完全不受任何影響。l Criterion B:當(dāng)干擾源發(fā)生時(即靜電槍放電在你的待測物上)EUT雖然會受影響例如畫面閃爍或當(dāng)機.等受干擾之情況發(fā)生。但當(dāng)干擾源消失時則EUT可正常工作或自行重開機，恢復(fù)正常工作。l Criterion C:當(dāng)干擾源發(fā)生時