ESD测试与整改设计参考(精)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ESD測試與整改設計
目錄
1> 名詞解釋 2> ESD測試設備 3> ESD標準檔 4> ESD測試要求 5> ESD設計思路與經驗 6> ESD整改思路與經驗 7> ESD生活小提示
1> 名詞解釋
ESD = Electro Static Discharge EUT = Equipment under test EMC = Electro-Magnetic Compatibility = EMI+EMS EMI=Electronic-Magnetic Interference =Conducted Emissions (AC/DC)+Radiated Emission）+（Harmonics/Flicker）諧波電流測 試 EMS=Electronic-Magnetic Susceptibility=輻射 （Radiated Immunity）+（RF Conduct Immunity） +靜電放電（ESD)+電快速瞬變脈衝（BURST)+浪湧 （Surge)+電壓變化、突降/中斷（Voltage dips and interruptions）+…
2> ESD測試設備
1)靜電放電發生器, 下圖是某兩種設備. 一般 打接觸放電的用尖頭,空氣放電用圓頭.
2)臺式設備
試驗配置: • 一個放在接地參考平面上的0.8m高的木桌, • 放在桌面上的水準耦合板(HCP)面積為1.6m *0.8m, • 垂直耦合板(VCP)面積為0.5m*0.5m, • 一個厚0.5mm厚的絕緣墊,將EUT電纜與HCP隔離. • 接地參考平面,應是一種最小厚度為0.25mm的銅或鋁的 金屬薄板,其它金屬材料雖可使用,但它們至少有0.65mm 的厚度.接地參考平面的最小尺寸為1平米.實際的尺寸取 決於EUT的尺寸,而且每邊至少應伸出EUT或耦合板之外 0.5m,並將它與保護地系統相連. • 耦合板:應採用和接地參考平面相同的金屬和厚度,而且經 過每端分別設置470KΩ 的電阻與接地參考平面連接
3> ESD標準檔
GBT 17626.2 -2006: 中國國家標準，整機 ESD測試; IEC60001-4-2 :2001: IEC標準，整機ESD測 試; JEDEC JESD22-A114-B: 美國美國電子工業聯 合會標准,人體模型條件下電子元件的的靜 電放電敏感度試驗； ESDA ESDSTM5.1：美國靜電放電協會標准,人 體模型條件下電子元件的的靜電放電敏感 度試驗；
4> ESD測試要求
一般一個端子>=10次單次放電, 每次放電的時間 間隔>=1秒。 能接觸到的端子打接觸放電;不能直接接觸的端子, 比如按鍵,打空氣靜電;但是有些廠家也要求接觸到 的端子也打空氣放電。 各廠家要求的放電等級不同,國標ESD等級參考下 一頁的圖表;接觸放電h : 8kv; Hisense / TCL :6kv; Konka/Xoceco:4kv; Changhong內銷好 象不打。
‘器件ESD測試標準，目前此類的標準劃分了整機和元器件兩 個級別，前者通常列為EMC測試的一種，主要用於測試產 品在使用和維修當中耐受靜電放電的能力，典型的標準時 IEC61000-4-2；後者主要用於測試元器件耐受靜電的能力， 劃分為HBM（human-body model人體模型）、MM （machine model機器模型）和CDM（charged device model帶電器件模型）三種模型，標準規定測試電路和方 法。典型的標準MIL883、ESDSTM5.1、ESDSTM5.2、 ESDSTM5.3.1、JESDD22-114等。主要的標準組織包括 美*標（MIL）、美國靜電放電協會（ESDA）、國際電子 電機委員會（IEC）美國電子工業聯合會（EIA/JEDEC）、 汽車電子工業協會（AEC）和國際電子工程師組織 （IEEE）等。早期的標準在上世紀六七十年代就已形成， 主要的標準基本一致，2000年後無太大變化，目前新標準 的發展以ESDA的居多 ’
ESD放電波形（來源於GBT 17626-2)
5> ESD設計思路與經驗
ESD現象在日常生活中經常發生, 售後回饋裡也有不少ESD 的品質問題，所以開發人員要搞好ESD，提升產品可靠性。 如果產品ESD特性不好，問題回饋不斷，一定不是大家所 希望的。 一）ESD設計一般的三個方向:降低減弱ESD放電對保護目標 的衝擊強度;增加保護目標ESD免疫力(Robust); Software 看門狗/reset。 怎樣降低減弱ESD放電對保護目標的衝擊強度？ 一般是割地/串電阻磁珠/加esd器件/對地並電容/減短目標 器件的pin腳引線； 怎樣增加保護目標的抗ESD強度(Robust)？ 一般是增加目標的參考地的完整性/減小供電電源的高頻 電流環路的面積/降低輸入端子子對參考地的高頻輸入阻抗 /IC設計時在內部集成esd/外加接地遮罩罩； 怎樣加看門狗/reset？ 軟體看門狗，就是主迴圈死掉就reset；加狀態檢測是看 寄存器/io口狀態對不對，不對就reset。
EOS=Electrical Overstress (EOS) ,指所有的過度 電性應力。超過其最大指定極限後，器件功能會減 弱或損壞。Esd是造成Eos的原因之一，但是不一定 造成EOS，很多其他的原因也造成Eos。 國際電子電機委員會/IEC:International Electro technical Commission, is the international standards and conformity assessment body for all fields of electro technology. 耦合板=coupling plane, 一塊金屬片或金屬板, 對 其放電用來模擬對EUT附近的物體放電, 做間接放 電實驗. 個人感覺這個板還有作為EUT的參考地的 作用,所以做ESD實驗的時候, EUT要求放在水準耦 合板的板邊0.1米以內, 如果EUT過大,需要增加耦 合板. 保護目標：ESD容易發生問題的元件或模組，需要提 供ESD保護措施。比如主ic,memeory,flash,etc.。
目錄
1> 名詞解釋 2> ESD測試設備 3> ESD標準檔 4> ESD測試要求 5> ESD設計思路與經驗 6> ESD整改思路與經驗 7> ESD生活小提示
1> 名詞解釋
ESD = Electro Static Discharge EUT = Equipment under test EMC = Electro-Magnetic Compatibility = EMI+EMS EMI=Electronic-Magnetic Interference =Conducted Emissions (AC/DC)+Radiated Emission）+（Harmonics/Flicker）諧波電流測 試 EMS=Electronic-Magnetic Susceptibility=輻射 （Radiated Immunity）+（RF Conduct Immunity） +靜電放電（ESD)+電快速瞬變脈衝（BURST)+浪湧 （Surge)+電壓變化、突降/中斷（Voltage dips and interruptions）+…
2> ESD測試設備
1)靜電放電發生器, 下圖是某兩種設備. 一般 打接觸放電的用尖頭,空氣放電用圓頭.
2)臺式設備
試驗配置: • 一個放在接地參考平面上的0.8m高的木桌, • 放在桌面上的水準耦合板(HCP)面積為1.6m *0.8m, • 垂直耦合板(VCP)面積為0.5m*0.5m, • 一個厚0.5mm厚的絕緣墊,將EUT電纜與HCP隔離. • 接地參考平面,應是一種最小厚度為0.25mm的銅或鋁的 金屬薄板,其它金屬材料雖可使用,但它們至少有0.65mm 的厚度.接地參考平面的最小尺寸為1平米.實際的尺寸取 決於EUT的尺寸,而且每邊至少應伸出EUT或耦合板之外 0.5m,並將它與保護地系統相連. • 耦合板:應採用和接地參考平面相同的金屬和厚度,而且經 過每端分別設置470KΩ 的電阻與接地參考平面連接
3> ESD標準檔
GBT 17626.2 -2006: 中國國家標準，整機 ESD測試; IEC60001-4-2 :2001: IEC標準，整機ESD測 試; JEDEC JESD22-A114-B: 美國美國電子工業聯 合會標准,人體模型條件下電子元件的的靜 電放電敏感度試驗； ESDA ESDSTM5.1：美國靜電放電協會標准,人 體模型條件下電子元件的的靜電放電敏感 度試驗；
4> ESD測試要求
一般一個端子>=10次單次放電, 每次放電的時間 間隔>=1秒。 能接觸到的端子打接觸放電;不能直接接觸的端子, 比如按鍵,打空氣靜電;但是有些廠家也要求接觸到 的端子也打空氣放電。 各廠家要求的放電等級不同,國標ESD等級參考下 一頁的圖表;接觸放電h : 8kv; Hisense / TCL :6kv; Konka/Xoceco:4kv; Changhong內銷好 象不打。
‘器件ESD測試標準，目前此類的標準劃分了整機和元器件兩 個級別，前者通常列為EMC測試的一種，主要用於測試產 品在使用和維修當中耐受靜電放電的能力，典型的標準時 IEC61000-4-2；後者主要用於測試元器件耐受靜電的能力， 劃分為HBM（human-body model人體模型）、MM （machine model機器模型）和CDM（charged device model帶電器件模型）三種模型，標準規定測試電路和方 法。典型的標準MIL883、ESDSTM5.1、ESDSTM5.2、 ESDSTM5.3.1、JESDD22-114等。主要的標準組織包括 美*標（MIL）、美國靜電放電協會（ESDA）、國際電子 電機委員會（IEC）美國電子工業聯合會（EIA/JEDEC）、 汽車電子工業協會（AEC）和國際電子工程師組織 （IEEE）等。早期的標準在上世紀六七十年代就已形成， 主要的標準基本一致，2000年後無太大變化，目前新標準 的發展以ESDA的居多 ’
ESD放電波形（來源於GBT 17626-2)
5> ESD設計思路與經驗
ESD現象在日常生活中經常發生, 售後回饋裡也有不少ESD 的品質問題，所以開發人員要搞好ESD，提升產品可靠性。 如果產品ESD特性不好，問題回饋不斷，一定不是大家所 希望的。 一）ESD設計一般的三個方向:降低減弱ESD放電對保護目標 的衝擊強度;增加保護目標ESD免疫力(Robust); Software 看門狗/reset。 怎樣降低減弱ESD放電對保護目標的衝擊強度？ 一般是割地/串電阻磁珠/加esd器件/對地並電容/減短目標 器件的pin腳引線； 怎樣增加保護目標的抗ESD強度(Robust)？ 一般是增加目標的參考地的完整性/減小供電電源的高頻 電流環路的面積/降低輸入端子子對參考地的高頻輸入阻抗 /IC設計時在內部集成esd/外加接地遮罩罩； 怎樣加看門狗/reset？ 軟體看門狗，就是主迴圈死掉就reset；加狀態檢測是看 寄存器/io口狀態對不對，不對就reset。
EOS=Electrical Overstress (EOS) ,指所有的過度 電性應力。超過其最大指定極限後，器件功能會減 弱或損壞。Esd是造成Eos的原因之一，但是不一定 造成EOS，很多其他的原因也造成Eos。 國際電子電機委員會/IEC:International Electro technical Commission, is the international standards and conformity assessment body for all fields of electro technology. 耦合板=coupling plane, 一塊金屬片或金屬板, 對 其放電用來模擬對EUT附近的物體放電, 做間接放 電實驗. 個人感覺這個板還有作為EUT的參考地的 作用,所以做ESD實驗的時候, EUT要求放在水準耦 合板的板邊0.1米以內, 如果EUT過大,需要增加耦 合板. 保護目標：ESD容易發生問題的元件或模組，需要提 供ESD保護措施。比如主ic,memeory,flash,etc.。