1.ESD放电模型与应用
1.1常用的ESD放电模型及应用


1.2 ESD的HBM的RC组合




2.ESD放电波形及特性
2.1 ESD放电波形及参数
4KV接触放电的电流波形

ESD放电波形参数

2.2 ESD放电等级


2.3 ESD频谱特性
6KV放电电流波形

6KV接触放电电流频谱

3.环境条件


4.测试布局要求
4.1试验布局要求


4.2台式设备布局


4.3落地式设备布局


4.4混合式设备布局


4.5台式不接地设备布局
  • 使用带泄放电阻(2×470KΩ)的碳纤维刷清除EUT的电荷;


4.6落地式不接地设备布局
  • 使用带泄放电阻(2×470KΩ)的碳纤维刷清除EUT的电荷;


4.7安装后设备布置
(1)可测试性要求
  • 对于现场进行安装后试验,只有经过制造商和用户同意后才能进行,一定要考虑相邻的设备可能受到的不利影响;
  • EUT应在其最终安装完毕条件下进行实验;
(2)布局要求
  • GRP应为不小于0.25mm的铜或铝金属薄板,其它金属厚度不小于0.65mm;
  • 接地平面尺寸为宽0.3m和长2m;
  • GRP连接到保护接地系统;
  • 安装到金属桌子上时,应将桌子通过每端接有470KΩ的电缆连接到GRP上;


5.ESD放电原则
5.1通用放电原则
5.1.1放电原则
  • 静电放电只施加在正常使用时人员可接触到的EUT上的点和面;
  • 静电放电发生器应保持与实施放电点的表面垂直,以改善实验结果的可重复性;
  • 实施放电时,发生器的放电回路电缆与EUT的距离至少应保持0.2m,并且操作者不能手持放电回路电缆;
  • 试验应以单次放电的方式进行,施加次数最少10次,连续单次放电时间间隔1S;
  • EUT表面没有说明涂层为绝缘层,则发生器的电极应穿入漆膜与导电层接触。涂层指明为绝缘层时,进行空气放电;
  • 空气放电时,放电电极的圆形放电头应尽可能快地接近并触及EUT(不要造成机械损伤),每次放电结束后,应将静电发生器的放电电极从EUT移开,然后重新触发发生器,进行新的单次放电;
5.1.2间接放电
  • 间接放电以接触放电进行,根据产品要求决定是否对EUT不同面进行试验。
(1)HCP放电
  • 在距离EUT每个单元中心点对面的0.1m处,放电电极的长轴与水平耦合板应处于
  • 同一平面,并与水平耦合板的边缘垂直;
  • 放电次数至少10次,单次放电时间间隔1S;
(2)VCP放电
  • 垂直耦合板尺寸0.5m×0.5m;
  • 垂直耦合板与EUT的距离为0.1m;
  • 对耦合板的一个垂直边的中心至少施加10次的单次放电,单次放电时间间隔1S;
5.2接口ESD放电
(1)接口类放电点示意图(CD)


(2)金属结构类放电示意图(CD)


(3)叠层PCB板类放电示意图(AD)


(4)金属外壳类放电示意图(CD)


(5)非金属外壳放电示意图(AD)


6.实验中容易忽视点说明
  • 放电回路电缆与试验配置的其他导电部分不小于0.2m的距离;
  • EUT与实验室墙壁或其他金属结构之间距离最小0.8m;
  • EUT与HCP各边距离最小0.1m;
  • 与GRP相连的线缆及搭接都应是低阻抗的;
  • EUT的线缆也要放到绝缘垫上;
  • 间接放电试验不进行,或拍照配置不包括。
  • 性能检测不能直接使用示波器进行测试;
  • 静电发生器应该尽可能保持与放电点平面垂直。
  • 温湿度计气压的实验前后记录。
7.ESD操作规范案例
(1)问题背景:某产品进行ESD测试,第一次ESD测试AD放电没有问题,第二次ESD测试AD放电出现故障报错。
(2)空气放电测试方法:
  • 实验者A操作(第一次测试):触发发生器→AD电极快速接近EUT放电→AD放电电极接触EUT→AD放电电极移开;
  • 实验者B操作(第二次测试):不触发发生器→AD电极快速接近EUT→触发发生器→对EUT放电→AD放电电极移开;


8.试验前验证
基本原理:因ESD发生器的波形参数不会发生细微变化(例:波形的上升时间和持续时间不会漂移),最有可能的失效是ESD发生器电压未送到放电电极,或者电压控制失效。放电路径中的电缆、电阻或者连接导线的损坏,松脱或缺失,都会导致无法放电。


9.不同材料的充电量


10.ESD校验




11.ESD辐射场
11.1辐射场感应电压
  • 中环尺寸:半径14mm,线径0.7mm;
  • 放置位置:距离静电发生器0.1m处;
  • 放电电压:5KV,tr=850ps;




11.2辐射场测量




12.不确定度


13.技术研究
13.1ESD问题复现或等效复现问题的手段


13.2器件及其替代品(开关器件类/芯片类等)的ESD水平考量




13.3 ESD放电及瞬态场对系统/部件/PCB/器件的影响研究



参考资料:标准及网络资料