اختبار مناعة التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وفقًا لمعيار IEC EN 61000-4-2

1. التدابير المضادة وتدابير التصحيح للمشاكل الشائعة في اختبار المناعة ESD
1.1 آلية تكوين التفريغ الكهروستاتيكي وأضرارها على المنتجات الإلكترونية
تتكون الكهرباء الساكنة من تراكم الشحنات الموجبة والسالبة على جسمين عندما تحتك مادتان لهما ثوابت عازلة مختلفة ببعضهما البعض. بقدر ما يتعلق الأمر بجسم الإنسان ، فإن الكهرباء الساكنة الناتجة عن الاحتكاك بين الملابس والجلد هي أحد الأسباب الرئيسية لكهربة جسم الإنسان. عندما يكون مصدر إلكتروستاتيكي على اتصال بأشياء أخرى ، يكون هناك تدفق شحنة لمواجهة الجهد. سيؤدي نقل هذه الطاقة عالية السرعة إلى توليد جهد كهربائي وتيارات ومجالات كهرومغناطيسية ضارة ، وهو التفريغ الكهربائي.

في إنتاج المنتجات الإلكترونية واستخدامها ، يكون المشغل هو المصدر الأكثر نشاطًا للكهرباء الساكنة ، وقد يتراكم مقدارًا معينًا من الرسوم. عندما يلمس جسم الإنسان المكونات والأجهزة المتصلة بالأرض ، التفريغ الكهربائي سيتم إنشاؤها. التفريغ الكهربائي يتم تمثيله بشكل عام بواسطة ESD. التفريغ الكهربائي يحدث عند لمس المكونات والأجهزة المتصلة بالأرض. التفريغ الكهربائي يتم تمثيله بشكل عام بواسطة ESD. ESD يمكن أن يسبب تلفًا خطيرًا أو عطلًا في المعدات الإلكترونية.

تتلف معظم أجهزة أشباه الموصلات بسهولة التفريغ الكهربائي، وخاصة أجهزة LSI أكثر هشاشة. هناك نوعان من الأضرار التي تسببها الكهرباء الساكنة للجهاز ، صريحة وضمنية. لم يكن التلف المخفي مرئيًا في ذلك الوقت ، لكن الجهاز أصبح أكثر هشاشة وسهل التلف في ظل ظروف مثل الجهد الزائد وارتفاع درجة الحرارة.

آليتا الضرر الرئيسيتان لـ ESD هي عطل حراري للجهاز بسبب الحرارة المتولدة عن ESD انهيار التيار والعزل بسبب الجهد العالي الناجم عن ESD. بالإضافة إلى التسبب بسهولة في تلف الدائرة ، يمكن أن تتداخل ESD أيضًا مع الدوائر الإلكترونية. هناك طريقتان للتدخل ESD الدوائر.

واحد هو طريقة التوصيل. إذا كان جزء معين من الدائرة يشكل مسار تفريغ ، فهذا يعني أن ESD متصل بالدائرة في الجهاز ، و ESD يتدفق التيار خلال نهاية الإدخال للرقاقة المتكاملة ، مما يتسبب في حدوث تداخل.

شكل آخر من أشكال ESD التداخل هو تداخل مشع. أي ، يتم إنشاء تيار الذروة جنبًا إلى جنب مع الشرارات أثناء التفريغ الكهربائي، وهذا التيار يحتوي على مكونات عالية التردد وفيرة. ينتج عن ذلك مجال مغناطيسي مشع ومجال كهربائي ، والذي يمكن أن يحفز قوى دافعة كهربائية متداخلة في حلقات إشارة مختلفة للدوائر القريبة. من المحتمل أن تتجاوز القوة الدافعة الكهربائية للتداخل مستوى عتبة الدائرة المنطقية ، مما يتسبب في إثارة خاطئة. يعتمد حجم التداخل المشع أيضًا على مسافة الدائرة من نقطة التفريغ الكهروستاتيكي. المجال المغناطيسي الناتج عن ESD يتحلل مع مربع المسافة. . المجال الكهربائي الذي تنتجه ESD اضمحلال تكعيب مع المسافة. عندما تكون المسافة قريبة ، يكون كل من المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي قويين. متي ESD يحدث ، تتأثر الدوائر في المواقع القريبة بشكل عام.

ESD في المجال القريب ، يمكن أن يكون الوضع الأساسي للاقتران الإشعاعي سعويًا أو حثيًا ، اعتمادًا على مقاومة ESD المصدر والمتلقي. في المجال البعيد ، يوجد اقتران المجال الكهرومغناطيسي.

يمكن أن يتجاوز تردد سقف طاقة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) المرتبط بالتدخل الكهرومغناطيسي (ESD) 1 جيجاهرتز. عند هذا التردد ، يمكن أن تصبح كبلات المعدات النموذجية أو حتى آثار اللوحة المطبوعة بمثابة هوائيات استقبال فعالة للغاية. وبالتالي ، بالنسبة للمعدات الإلكترونية التناظرية أو الرقمية النموذجية ، ESD يسبب مستويات عالية من الضوضاء.

بشكل عام ، لإحداث ضرر ، ESD يجب أن تتلامس الشرر مباشرة مع أسلاك الدائرة ، وعادة ما يتسبب الاقتران الإشعاعي في حدوث خلل وظيفي فقط.

تحت تأثير ESD، الأجهزة الموجودة في الدائرة أكثر عرضة لحالة الطاقة من حالة عدم الطاقة.

2. اختبار التفريغ الكهروستاتيكي والمتطلبات المتعلقة بالمنتجات الإلكترونية
متطلبات ل اختبار مناعة ESD تختلف معايير المنتجات الإلكترونية مع بيئات استخدام مختلفة، واستخدامات مختلفة وحساسيات مختلفة للبيئة والتنمية المستدامة، ولكن معظم هذه المعايير تشير بشكل مباشر أو غير مباشر إلى GB/T17626.2- 1998 (المعرف IEC 61000-4-2:1995):"اختبار مناعة التفريغ الكهروستاتيكي اختبار التوافق الكهرومغناطيسي وتكنولوجيا القياس "، المعيار الأساسي الوطني للتوافق الكهرومغناطيسي ، ويتم إجراء الاختبار وفقًا لطريقة الاختبار. فيما يلي يقدم بإيجاز المحتوى وطرق الاختبار والمتطلبات ذات الصلة بالمعيار.

2.1 اختبار الكائنات:
تغطي هذه المواصفة القياسية الأجهزة والأنظمة والأنظمة الفرعية والمعدات الخارجية في التفريغ الكهربائي البيئات وظروف التثبيت.

2.2 اختبار محتويt:
هناك أسباب مختلفة التفريغ الكهربائي، لكن هذه المواصفة القياسية تصف بشكل أساسي تراكم الكهرباء الساكنة بواسطة المشغل من خلال عوامل مثل الاحتكاك تحت ظروف الرطوبة المنخفضة. متطلبات المناعة وطرق الاختبار للمعدات الإلكترونية والكهربائية المعرضة لتفريغ الكهرباء الساكنة مباشرة من المشغل والأشياء المجاورة.

2.3 أغراض الاختبار:
اختبر قدرة جهاز أو نظام واحد على مقاومة التداخل الكهروستاتيكي. إنه يحاكي: (1) تفريغ المشغل أو الكائن عند لمس الجهاز. (2) تصريف شخص أو شيء إلى شيء مجاور.

2.4 طريقة التجربة:
هناك طريقتان للاختبار محددتان في هذه المواصفة: طريقة تفريغ التلامس وطريقة تفريغ الهواء. التفريغ التلامسي هو طريقة الاختبار المفضلة ، ويتم استخدام تفريغ الهواء حيث لا يمكن استخدام تفريغ التلامس.

طريقة تفريغ التلامس: طريقة اختبار يتم فيها إبقاء أقطاب مولد الاختبار على اتصال مع الجهاز قيد الاختبار ويتم تحفيز التفريغ بواسطة مفتاح التفريغ في المولد.

طريقة تفريغ الهواء: طريقة اختبار يتم فيها تقريب قطب الشحن لمولد الاختبار من الجهاز قيد الاختبار ويكون الجهاز قيد الاختبار متحمسًا للتفريغ بواسطة شرارة.

2.5 بيئة الاختبار:
تحدد هذه المواصفة القياسية الظروف البيئية لتصريف الهواء:
درجة الحرارة المحيطة: 15 ~ 35 ℃ ، الرطوبة النسبية: 30٪ ~ 60٪ RH ، الضغط الجوي: 86kPa ~ 106kPa
لا يحدد المعيار شروطًا بيئية محددة لتصريفات جهات الاتصال.

2.6. تنفيذ الاختبار:
موقع التنفيذ: يتم تطبيق التفريغ المباشر على النقاط أو الأسطح التي قد يلمسها المشغل أثناء الاستخدام العادي للمعدات قيد الاختبار ؛ يتم تطبيق التفريغ غير المباشر على لوحة التوصيل الأفقية ولوحة التوصيل العمودية.

التفريغ المباشر يحاكي التفريغ الكهربائي يحدث عندما يقوم المشغل بالاتصال المباشر بالجهاز قيد الاختبار. تقوم التفريغ غير المباشر بتفريغ ألواح التوصيل الأفقية والرأسية ، مما يحاكي ما يحدث عندما يقوم المشغل بتفريغ الأشياء الموضوعة أو المثبتة بالقرب من الجهاز قيد الاختبار.

عند التفريغ المباشر ، يكون التفريغ التلامسي هو الشكل المفضل ؛ فقط في الأماكن التي لا يمكن فيها استخدام تفريغ التلامس (مثل السطح مغطى بطبقة عازلة ، وفجوات لوحة مفاتيح الكمبيوتر ، وما إلى ذلك) ، يتم استخدام فجوة الهواء (تفريغ الهواء) بدلاً من ذلك. التفريغ غير المباشر: اختر طريقة تفريغ الاتصال.

يجب زيادة جهد الاختبار تدريجياً إلى القيمة المحددة من منخفض إلى مرتفع.
قد تحتوي معايير المنتج أو مجموعة المنتجات المختلفة على أحكام محددة لتنفيذ الاختبارات وفقًا لخصائص المنتج.

2.7 نتائج الاختبار:
إذا كان اختبار التفريغ الكهروستاتيكي فشل ، قد تحدث العواقب التالية:
(1) الضرر الذي يلحق بأجهزة أشباه الموصلات ناتج بشكل مباشر عن تبادل الطاقة.
(2) المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي الناجم عن تغيير التفريغ ، مما أدى إلى خلل في الجهاز.

3. إجراءات مكافحة التفريغ الكهروستاتيكي ونقاط التحسين للمنتجات الإلكترونية:
هناك العديد من الطرق لتقليل تأثير التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) على منتج أو جهاز إلكتروني: منع توليد ESD تمامًا ، ومنع EMI (تحديدًا EMI بسبب ESD في هذه المقالة) من الاقتران في الدائرة أو الجهاز ، و زيادة EMI المتأصلة في الجهاز من خلال عملية التصميم. مناعة ESD.

ESD يحدث عادةً على أجسام موصلة يتعرض لها المنتج نفسه ، أو على أجسام موصلة مجاورة. بالنسبة للمعدات ، الأجزاء المعرضة للتفريغ الكهروستاتيكي هي: الكابلات ولوحات المفاتيح والإطارات المعدنية المكشوفة والثقوب والثقوب والفجوات الموجودة على هيكل الجهاز.

تتمثل إحدى طرق التحسين الشائعة في إعداد دوائر حماية عابرة بين حدوث ESD للمنتج أو نقطة خطر الاقتحام ، مثل نقطة الإدخال والأرض ، وتعمل هذه الدوائر فقط عندما يتجاوز الجهد المستحث ESD الحد. قد تشتمل دائرة الحماية على عدد وافر من وحدات التحويل الحالية.

هناك مجموعة متنوعة من الدوائر التي يمكن أن تحقق الغرض من الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي ، ولكن يجب مراعاة المبادئ التالية عند الاختيار ، والمفاضلة بين الأداء والتكلفة: السرعة سريعة ، والتي تحددها خصائص التداخل ESD ؛ يمكنها التعامل مع مرور التيار الكبير ؛ ضع في اعتبارك أن الجهد العابر سيحدث في القطبين الموجب والسالب ؛ يتم التحكم في التأثيرات السعوية والمقاومة لزيادة الإشارة ضمن النطاق المسموح به ؛ تعتبر عوامل الحجم ؛ تعتبر عوامل تكلفة المنتج.

4. المبادئ التوجيهية العامة للتدابير المضادة من أجل التنمية المستدامة:
(1) إضافة ثنائيات حماية لأجهزة CMOS و MOS الحساسة ؛
(2) سلسلة من المقاومات أوم أو خرزات الفريت على خط النقل الحساس (بما في ذلك السلك الأرضي) ؛
(3) استخدام تكنولوجيا طلاء السطح للحماية الكهروستاتيكية لجعل تفريغ التفريغ الكهروستاتيكي من الصعب تفريغ القلب ، والذي ثبت أنه فعال للغاية ؛
(4) حاول استخدام الكابلات المحمية ؛
(5) قم بتثبيت المرشح على الواجهة الحساسة ؛ عزل الواجهة الحساسة حيث لا يمكن تثبيت المرشح ؛
(6) حدد دائرة منطقية ذات تردد نبض منخفض ؛
(7) درع شل وتأريض جيد

Lisun تم العثور على Instruments Limited بواسطة LISUN GROUP في 2003. LISUN تم اعتماد نظام الجودة بشكل صارم من قبل ISO9001: 2015. كعضو في CIE ، LISUN تم تصميم المنتجات بناءً على CIE و IEC ومعايير دولية أو وطنية أخرى. حصلت جميع المنتجات على شهادة CE ومصادق عليها من قبل مختبر الطرف الثالث.

نحن المنتجات الرئيسية هي مقياس المنظار, دمج المجال, الطيف, مولد عرام, ESD محاكي البنادق, استقبال EMI, معدات اختبار EMC, اختبار السلامة الكهربائية, غرفة البيئة, غرفة درجة الحرارة, غرفة المناخ, الغرفة الحرارية, تجربة بخاخ الملح, غرفة اختبار الغبار, اختبار للماء, اختبار RoHS (EDXRF), اختبار توهج الأسلاك و  اختبار لهب الإبرة.

لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم.
قسم التكنولوجيا: Service@Lisungroup.com، Cell / WhatsApp: +8615317907381
قسم المبيعات: Sales@Lisungroup.com، Cell / WhatsApp: +8618117273997

العلامات:ESD61000-2