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电子产品ESD静电测试标准

浏览次数: | 2020-06-17 09:21

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    电子产品的静电失效来源于生产、装配、封装、运输、组装和测试各个环节。为了模拟电子产品在不同环境中的不同放电方式,以期完整地评估电子产品对静电放电的敏感度,国内外各大组织机构已构建了相应的静电放电模式和测试标准。
EMC
    静电测试是测试什么?
    因静电放电产生原因和对集成电路等电子产品破坏方式的不同,国内外已形成一套静电放电测试标准,其目的是建立可重复的测试方法来提供可靠且准确的结果,判别芯片对静电放电的敏感等级,并可用来重现静电放电造成的故障。静电测试可以分为产品通过型测试和样品研究型测试两类。
    1、产品通过型测试
    产品通过型测试包括人体模型(HumanBodyModel,HBM)、机器模型(MachineModel,MM)、元件充电模型(ChargedDeviceModel,CDM)等器件级测试,IEC国际电工委员会IEC61000-4-2标准定义的接触放电和空气放电系统级测试。器件级HBM、MM、CDM测试的目的都是保证IC在制造过程中不受损坏,而IEC61000-4-2规定的系统级测试则用于模拟现实世界中的终端用户ESD事件,衡量终端用户电子产品的ESD性能。
    (1)人体模型
    HBMESD事件描述的放电过程为:人体在地上走动摩擦积累静电,当人直接接触到接地的器件,人体静电传递到器件放电到地。该过程可以被仿真为从一个预充电的电容CESD通过RESD放电到测试器件DUT的过程,CESD=100pF,RESD=1.5kΩ。
    (2)机器模型
    MMESD事件描述的放电过程为:积累静电的金属机器接触到接地的电子元器件,器件放电到地。该过程放电过程寄生电阻几乎为零,ESD峰值电流高于HBMESD事件,等效电路中的CESD≈200pF,RESD≈0Ω。
    (3)元件充电模型
    CDMESD事件描述的放电过程为:IC元器件内部因摩擦等原因积累静电,此IC在各种操作过程中接触到地面时,静电荷泄放到地。CDM放电时间约几毫秒,放电电流高达几十安培。其等效电路中的CESD≈6.8pF,RESD≈1Ω。
    (4)IEC模型
    系统级ESD测试的目的是模拟用户在使用产品过程中的ESD放电是否会影响产品的功能和性能。接触放电测试是IEC标准测试的首选方法,当ESD测试枪无法直接接触被测器件或被测系统时,可采用空气放电测试。IEC模式的放电等效电路与HBM类似,只是CESD=150pF,RESD=330Ω,ESD脉冲上升时间极短(0.7~1ns),峰值电流远高于HBMESD事件。
    2、样品研究型测试
    虽然产品通过型测试可以获得ESD防护器件的失效阈值,但是不能给出帮助分析ESD防护器件失效原理的详细数据。ESD防护器件设计的关键是对其失效原理的正确分析,传输线脉冲(TransmissionLinePulse,TLP)测试技术可以获得器件的关键性能参数,包括ESD器件的触发点、维持点和失效点的电流、电压,以便在生产制造过程中调整相关设计,从根本上提高产品的ESD防护能力,保证良率。同时,由于直流特性在大电流时有严重的自热效应,并不能表征ESD事情发生时的瞬态特性,所以TLP测试就变得十分必要了。TLP测试就是研究型测试,与直流IV测试相比它属于准静态测试。
    3、静电测试标准
    针对上述各类测试模型,各大组织机构都提出了各自的测试标准,标准列于表1供大家查阅参考。
    附静电ESD相关标准
    GB1410-2006《固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻试验方法》
    GB1692-81《硫化橡胶绝缘电阻率的测定方法》西北橡胶工业制品研究所
    GB2439-81《导电和抗静电橡胶电阻率(系数)的测定方法》沈阳第四橡胶厂
    GB3684-83《运输带导电性规范和试验方法》青岛橡胶工业研究所
    GB4386-84《防静电胶底鞋、导电胶底鞋电阻值测量方法》北京市劳保所
    GB4385-84《防静电胶底鞋、导电胶底鞋安全技术条件》北京市劳保所
    GB4655-84《橡胶工业静电安全规程》GB6950-86《轻质油品安全静止电导率》北京市劳保所
    GB6539-86《轻质石油产品电导率测定法》石化研究院,北京市劳保所
    GB6951-86《轻质油品装油安全油面电位值》北京市劳保所
    GB6650-86《计算机房用活动地板技术条件》
    GB6833.3-87《电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验》
    GB9572-88《橡胶、塑料软管和软管组合件电阻的测定》沈阳橡胶所
    GB10715-89《抗静电环形V带导性规定值和试验方法》
    GB12014-89《防静电工作服》北京市劳保所
    GB11210-89《硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定》
    GB12158-90《防止静电事故通用导则》北京市劳保所
    GB/T12582-90《液态烃类电导率测定方法》石化研究院
    GB12367-90《涂装作业安全规程静电喷漆工艺安全
    GB/T12582-90《液态烃类电导率测定方法(精密静电计法)》
    GB/T12703-91《纺织品静电性能测试方法》北京理工大学
    GB13348-92液体石油产品静电安全规程江苏省劳动保护科学技术研究所
    GB/T14288-93《可燃气体与易燃液体蒸汽最小静电点火能测定方法》
    GB14773-93涂装作业安全规程静电喷枪及其辅助装置安全技术条件
    GB/T1447-93《塑料薄膜静电性能测试方法半衰期法》
    GB/T50174-93《电子计算机房设计规范》
    GB/T14342-93《合成短纤维试验方法比电阻》
    GB/T15463-1995《静电安全术语》劳动部劳保所
    GB15607-1995《涂装作业安全规程粉末静电喷涂工艺安全》
    GB15599-1995《石油与石油设施雷电安全规范》
    GB/T15662-1995《导电、防静电塑料体积电阻率测试方法》
    GB/T15738-1995《导电和抗静电纤维增强塑料电阻率试验方法》
    GB/T16801-1997《织物调理剂抗静电性能的测定》中国日用化学工业研究所
    GB/T16906-1997《石油罐导静电涂料电阻率测定法》中国石油化工科技装备中心
    GB/T17626.2-1998《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》
    GJB/z25-91《电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》
    GJB/z736.11-90《火工品试验方法电火工品静电敏感度试验》
    GJB/z86-97《静电放电防护包装手册》
    GJB1649-93《电子产品防静电放电控制大纲》
    GJB2527-95《弹药防静电要求》
    GJB2605-96《柔性热密封防静电阻隔材料规范》
    GJB3007-97《防静电工作区技术要求》
    GJB/Z105-98《电子产品防静电放电控制手册》
    GJB3136-97飞机加油用导静电橡胶软管规范
    GJB2747-96防静电缓冲包装材料通用规范
    GJB108A-93航空轮胎试验方法静负荷性能、动态模拟和导静电性能试验

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