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静电放电试验的意义在于反映产品静电抗扰的可靠性

通常,许多工程师在测试产品之前通常会首先评估产品的外部结构进行静电放电抗扰度测试,包括:测试位置、测试等级和放电方法。在测试过程中记录这些信息。测试等级一般有明确要求,测试位置一般遵循:

(1)放电位置(金属和缝隙);

(2)遇到类似的大面积金属和TP在这种情况下,需要找出最大干扰点或靠近内部敏感点的位置,重点测试能导致产品的位置异常。

放电方式的选择是本次讨论的中心,在此之前要了解放电方式的具体形式。一般来说,ESD模拟器采用的放电方式可分为两种,即空气放电模式(又称非接触式放电)和接触式放电模式(又称电流注入法)。


1.空气放电方式

用ESD当模拟器测试被测物体时,模拟器的放电电极逐渐接近被测物体,直到电极与被测物体之间形成火花击穿通道直到发生放电。

其特点是放电由外部空气击穿形成火花通道引起,因此在设计中ESD模拟器不需要内部高压继电器触发放电,如图1所示

国产电磁兼容仪器设备

图1


此外,为了减少电极的电晕效应,放电电极的顶部通常是球形的,如图2所示。


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图2


起初,空气放电被认为是静电测试的最佳方法,在许多情况下,ESD测试标准被广泛使用。原因是人们认为它可以真实地模拟现实静电放电过程。但静电测试过程中最关键的问题是过程的可重复性。没有重复性或重复性差的测试是不可靠的,甚至是毫无意义的。

随着对ESD随着过程及其模拟和测试技术研究的深入,人们逐渐发现空气放电作为主要方法ESD测试方法是致命的弱点是放电重复性差。由于空气放电模式涉及外部火花通道的形成过程、温度、湿度和模拟器放电电极接近被测物体速度等因素会导致放电过程的显著变化。

实验表明,随着放电电极接近被测物体速度的变化,放电电流的上升时间可小于1ns变化到大于20ns。当保持接近速度时恒定时间电压和速度组合下,模拟器放电电流的上升时间仍可达到30%上。

为了获得恒定的放电电流上升时间,有人建议使用固定放电电极与被测物体之间的间距,逐渐增加放电电极的电位,导致ESD。这样,虽然放电电流的上升时间可以稳定,但上升时间比实际时间要长ESD当放电电流上升时长得多。因此,虽然这种方法可以获得更好的放电重复性,但并不能反映真实性ESD高频成分。

由于上述原因,空气放电方式逐渐被接触式放电方式所取代。

2.接触放电方式

所谓接触放电方法,是指放电前,先将ESD模拟器的放电电极与被测物体的敏感部分保持密切的金属接触,然后由模拟内部的高压继电器触发静电放电,如图3所示。


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图3


与空气放电方式相比,接触放电方式最大的区别在于,空气放电方式中难以控制的空气被内部高压继电器触发装置所取代程。它的放电重复性很好,也能反映实际情况ESD这个过程的主要特点。为紧密接触金属,放电电极顶部做成锥尖,如图4所示。


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图4


放电波形参数在静电试验标准中明确规定,为实际试验的标准化和可重复性提供了基础。

通过以上对放电方法的理解,接触放电方法具有更好的可重复性,因此在选择放电方法时,可以使用接触放电,无需空气放电电方式。


3.结语

静电放电模拟实验的意义在于反映产品静电抗干扰的可靠性,与实验的可靠性直接相关,正确选择放电方法是实验可靠性的重要保证。


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