1. ESDイミュニティ試験でよくある問題の対策と是正策
1.1 静電気放電形成のメカニズムと電子製品への害
静電気は、誘電率の異なる XNUMX つの物質が互いにこすれ合うと、XNUMX つの物体に正と負の電荷が蓄積することによって形成されます。 人体に関する限り、衣服と皮膚の間の摩擦によって発生する静電気は、人体の帯電の主な原因の XNUMX つです。 静電気源が他の物体と接触すると、電圧を打ち消す電荷の流れがあります。 この高速電力の伝送は、損傷を与える可能性のある電圧、電流、電磁場を生成します。 静電放電.
電子製品の製造および使用において、オペレーターは静電気の最も活発な発生源であり、一定量の電荷を蓄積する可能性があります。 アースに接続された部品や機器に人体が触れると、 静電放電 生成されます。 静電放電 一般的に ESD に代表される。 静電放電 グランドに接続されたコンポーネントやデバイスに触れたときに発生します。 静電放電 一般的に ESD に代表される。 ESD 電子機器の重大な損傷または誤動作を引き起こす可能性があります。
ほとんどの半導体デバイスは、 静電放電、特に LSI デバイスは壊れやすいです。 デバイスへの静電気による損傷には、明示的および暗黙的の XNUMX 種類があります。 当時、隠れた損傷は目に見えませんでしたが、デバイスはより壊れやすくなり、過電圧や高温などの条件下で損傷しやすくなりました.
のXNUMXつの主な損傷メカニズム ESD によって生成される熱によるデバイスの熱障害です。 ESD 誘導された高電圧による電流と絶縁破壊 ESD. ESD は、回路の損傷を容易に引き起こすだけでなく、電子回路にも干渉する可能性があります。 干渉する方法はXNUMXつあります ESD 回路。
XNUMXつは伝導方法です。 回路の特定の部分が放電経路を形成する場合、つまり、 ESD デバイス内の回路に接続され、 ESD 電流が集積チップの入力端を通って流れ、干渉を引き起こします。
別の形式 ESD 干渉は放射干渉です。 つまり、放電中に火花とともにピーク電流が発生します。 静電放電となり、この電流には高周波成分が豊富に含まれています。 これにより、放射磁場と電場が生成され、近くの回路のさまざまな信号ループに干渉する起電力が誘導される可能性があります。 干渉起電力がロジック回路のスレッシュホールドレベルを超え、誤トリガを引き起こす可能性があります。 放射干渉の大きさは、静電放電点から回路までの距離にも依存します。 によって生成される磁場 ESD 距離の二乗で減衰します。 . によって生成される電界 ESD 距離の XNUMX 乗で減衰します。 距離が近いと電場も磁場も強い。 いつ ESD 発生すると、近くの場所の回路が一般的に影響を受けます。
ESD 近距離場では、放射結合の基本モードは、そのインピーダンスに応じて容量性または誘導性になります。 ESD ソースとレシーバー。 遠方界では、電磁界結合があります。
ESD 関連の電磁干渉 (EMI) エネルギー上限周波数は 1GHz を超える場合があります。 この周波数では、典型的な機器ケーブルやプリント基板のトレースでさえ、非常に効果的な受信アンテナになる可能性があります。 したがって、典型的なアナログまたはデジタル電子機器の場合、 ESD 高レベルのノイズを誘発します。
一般的に言えば、ダメージを与えるには、 ESD 火花は回路線に直接接触する必要があり、放射結合は通常誤動作を引き起こすだけです。
の影響で ESD、回路内のデバイスは、非通電状態よりも通電状態に対して脆弱です。
2. 電子製品の静電気放電試験および関連要件
の要件 ESDイミュニティ試験 使用環境、用途、ESD 感度が異なる電子製品規格は異なりますが、これらの規格のほとんどは直接的または間接的に参照しています。 GB/T17626.2- 1998年(同上 IEC 61000-4-2:1995):「静電気放電イミュニティ試験 電磁環境適合性に関する国の基本規格である「電磁環境適合性試験及び測定技術」に準拠し、その試験方法に基づいて試験を実施します。 以下に、規格の内容、試験方法、および関連する要件を簡単に紹介します。
2.1 テスト対象:
この規格は、デバイス、システム、サブシステム、および外部機器を対象としています。 静電放電 環境と設置条件。
2.2 テスト内容t:
さまざまな原因があります 静電放電、しかし、この規格は主に、低湿度条件下での摩擦などの要因による作業者による静電気の蓄積について説明しています。 オペレータおよび隣接する物体から直接静電気放電を受ける電子および電気機器のイミュニティ要件および試験方法。
2.3. テストの目的:
単一のデバイスまたはシステムが静電干渉に抵抗する能力をテストします。 それは以下をシミュレートします: (1) 装置に触れたときのオペレーターまたは物体の放電。 (2) 隣接する物体への人または物体の放出。
2.4. 実験方法:
この規格で規定されている試験方法には、接触放電法と気中放電法の XNUMX つがあります。 接触放電が推奨される試験方法であり、接触放電が使用できない場合は気中放電が使用されます。
接触放電法:試験用発生器の電極を被試験機器に接触させ、発生器内の放電スイッチにより放電を励起する試験方法。
気中放電法:試験用発電機の充電電極を被試験物に近づけ、被試験物を火花で励起して放電させる試験方法。
2.5 テスト環境:
この規格は、空気排出の環境条件を指定しています。
周囲温度:15℃~35℃、相対湿度:30%~60%RH、大気圧:86kPa~106kPa
この規格は、接触放電の特定の環境条件を指定していません。
2.6. テストの実装:
実装場所: 直接放電は、被試験機器の通常の使用中にオペレータが触れる可能性のあるポイントまたは表面に適用されます。 間接放電は、水平結合板と垂直結合板に適用されます。
直接放電は、 静電放電 これは、オペレータが被試験デバイスに直接接触したときに発生します。 間接放電は、水平および垂直のカップリング プレートを放電し、オペレータが被試験デバイスの近くに配置または設置された物体を放電するときに何が起こるかをシミュレートします。
直接放電の場合、接触放電が好ましい形式です。 接触放電を使用できない場所 (表面が絶縁層でコーティングされている、コンピューターのキーボードの隙間など) でのみ、代わりにエア ギャップ (空気) 放電が使用されます。 間接放電: 接触放電方法を選択します。
試験電圧は、規定値まで徐々に上げていきます。
さまざまな製品または製品ファミリーの規格には、製品の特性に応じたテストの実施に関する特定の規定がある場合があります。
2.7テスト結果:
Status 静電気放電試験 失敗すると、次の結果が発生する可能性があります。
(1) 半導体デバイスの損傷は、エネルギー交換によって直接引き起こされます。
(2) 放電による電界、磁界が変化し、機器の誤動作の原因となります。
3. 電子製品の静電気対策と改善点:
ESD によって生成された電磁干渉 (EMI) が電子製品またはデバイスに与える影響を軽減するには、多くの方法があります。ESD の生成を完全にブロックする、EMI (特にこの記事では ESD による EMI) が回路またはデバイスに結合するのを防ぐ、および設計プロセスを通じてデバイス固有の EMI を増加させます。 ESD耐性.
ESD 通常、製品自体がさらされている導電性物体、または隣接する導電性物体で発生します。 機器の場合、静電気放電が発生しやすい部品は、ケーブル、キーボード、露出した金属フレーム、および機器シェルの穴、穴、および隙間です。
一般的な改善方法は、製品の ESD 発生または侵入危険ポイント (入力ポイントなど) とグランドの間に過渡保護回路を設定することです。これらの回路は、ESD 誘導電圧が制限を超えた場合にのみ機能します。 保護回路は、複数の電流シャントユニットを含むことができる。
ESD 保護の目的を達成できるさまざまな回路がありますが、次の原則を選択する際に考慮する必要があります。また、性能とコストのトレードオフを考慮する必要があります。ESD 干渉の特性によって決まる速度は高速です。 大電流の通過に対応できます。 過渡電圧は正極性と負極性の両方で発生することを考慮してください。 信号増加の容量性および抵抗性の影響は、許容範囲内に制御されます。 体積係数が考慮されます。 製品のコスト要因が考慮されます。
4. 一般的な ESD 対策ガイドライン:
(1) 影響を受けやすい CMOS および MOS デバイスに保護ダイオードを追加します。
(2) 影響を受けやすい伝送ライン (アース線を含む) に数十オームの抵抗またはフェライト ビーズをストリングします。
(3) 静電保護表面コーティング技術を使用して、ESD がコアを放電しにくくします。これは非常に効果的であることが証明されています。
(4) シールドケーブルを使用するようにしてください。
(5) 影響を受けやすい境界面にフィルターを取り付けます。 フィルターをインストールできない機密性の高いインターフェイスを分離します。
(6) パルス周波数の低い論理回路を選択する。
(7) シェルシールドと良好な接地
Lisun InstrumentsLimitedはによって発見されました LISUN GROUP 2003インチ LISUN 品質システムは ISO9001:2015 によって厳密に認証されています。 CIE会員として、 LISUN 製品は、CIE、IEC、およびその他の国際規格または国内規格に基づいて設計されています。 すべての製品はCE証明書に合格し、サードパーティのラボによって認証されました。
主な製品は ゴニオフォトメーター, 積分球, 分光放射計, サージジェネレータ, ESDシミュレーターガン, EMIレシーバー, EMC試験装置, 電気安全テスター, 環境室, 温度室, 気候チャンバー, サーマルチャンバー, 塩水噴霧試験, ダストテストチャンバー, 防水試験, RoHSテスト(EDXRF), グローワイヤーテスト & ニードルフレームテスト.
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