靜電放電是一種自然(rán)現象 ,經(jīng)驗表明 ,人(rén)在合成纖維的地毯上行走時,通過鞋子與地毯的摩擦 ,只要行走幾(jǐ)步,人(rén)體上積累的電荷就可以達(dá)到10-6庫侖以上(這取決於鞋子與地毯之間的電阻) ,在這樣一個(gè)"系統(tǒng)"里(人(rén)/地毯/大(dà)地)的平均電容約為幾(jǐ)十至(zhì)上百pF,可能(néng)產生的電壓要達(dá)到15kV.研究(jiū)不(bù)同的人(rén)體產生的靜電放電,會有許多不(bù)同的電流脈衝 ,電流波形的上升時間在100ps至(zhì)30ns之間.電子工程(chéng)師(shī)們發現,靜電放電多發生於人(rén)體接觸半導體器件的時候 ,有可能(néng)導致數(shù)層半導體材料的擊穿,產生不(bù)可輓回(huí)的損壞.靜電放電以及緊跟其後的電磁場(chǎng)變化,可能(néng)危害電子設備的正常工作
。

1、靜電放電抗擾度(dù)試驗標準

      靜電放電抗擾度(dù)試驗(ESD)的國家標準為GB/T17626.2(等同於國際標準IEC61000-4-2)  。GB/T17626.2國內(nèi)靜電放電標準描述的是在低濕(shī)度(dù)環境下,通過摩擦使人(rén)體帶(dài)電.帶(dài)了電的人(rén)體,在與設備接觸過程(chéng)中(zhōng)就可能(néng)對(duì)設備放電.靜電放電抗擾度(dù)試驗模擬了兩種情況:a.設備操作人(rén)員直(zhí)接觸摸設備時對(duì)設備的放電,和放電對(duì)設備工作的影響;b.設備操作人(rén)員在觸摸鄰近設備時 ,對(duì)所關心這台設備的影響.其中(zhōng)前一種情況稱為直(zhí)接放電(直(zhí)接對(duì)設備放電);後一種情況稱為間接放電(通過對(duì)鄰近物體的放電,間接構(gòu)成對(duì)設備工作的影響).靜電放電可能(néng)造成的後果是:a. 通過直(zhí)接放電 ,引起(qǐ)設備中(zhōng)半導體器件的損壞 ,從而(ér)造成設備的永久(jiǔ)性(xìng)失效.  b. 由(yóu)放電(可能(néng)是直(zhí)接放電,也可能(néng)是間接放電)而(ér)引起(qǐ)的近場(chǎng)電磁場(chǎng)變化 ,造成設備的誤動作
。

2、 靜電放電抗擾度(dù)試驗等級

3、測試方法

靜電放電分實(shí)驗室的型(xíng)式測試和現場(chǎng)測試兩種,標準規定(dìng) ,實(shí)驗室的型(xíng)式試驗是設備鑒定(dìng)和認證唯一採用(yòng)的試驗方式.現場(chǎng)試驗則受制於現場(chǎng)環境,主(zhǔ)要用(yòng)於現場(chǎng)情況摸底 ,而(ér)不(bù)能(néng)作為鑒定(dìng)試驗.現場(chǎng)試驗要徵(zhēng)得用(yòng)戶(hù)和製造商(shāng)雙方一致同意(yì)後才能(néng)進行。

1) 靜電放電實(shí)驗室的型(xíng)式試驗

a. 測試配置

由(yóu)於靜電放電的電流波形十分陡峭,前沿己經(jīng)達(dá)到0.7～1ns ,其包含的諧波成分至(zhì)少要達(dá)到500MHz以上,因此試驗室里試驗配置的規範性(xìng)是保證試驗結果重復性(xìng)和可比性(xìng)的一個(gè)關鍵.配置可以由(yóu)用(yòng)戶(hù)自行製作 ,標準對(duì)此作出了規定(dìng) ,歸結起(qǐ)來有以下幾(jǐ)點:

(1) 參考接地板採用(yòng)0.25mm以上銅板或(huò)鋁板(鋁板易(yì)氧化,慎用(yòng)).如用(yòng)其他金屬 ,厚度(dù)至(zhì)少是0.65mm以上.參考接地板實(shí)際尺寸(cùn)不(bù)限(xiàn),要求四周均超出被試設備(指地面設備)或(huò)試驗桌台面水平耦合板(用(yòng)於台式設備)的每邊0.5m以上.參考接地板要和試驗室的保護接地線相(xiàng)連。

(2) 水平耦合板(僅台式設備有)和垂直(zhí)耦合板(後者有絕緣支架)的材料與參考接地板相(xiàng)同.兩塊耦合板各有一根兩端接有470kΩ電阻的電纜線與參考接地板相(xiàng)連 ,以便洩放試驗中(zhōng)靜電電荷.要求所用(yòng)電阻有承受放電的能(néng)力;整個(gè)電纜有絕緣保護,避(bì)免與接地板短路。

(3) 對(duì)台式設備 ,在水平耦合板上覆一塊0.5mm的絕緣薄板 ,要求試驗中(zhōng)此板不(bù)明顯(xiǎn)積聚電荷.在台式設備試驗中(zhōng),水平耦合板至(zhì)少比試品的每一邊大(dà)出0.1m.如試品太大(dà) ,要麼選用(yòng)更大(dà)的試驗台;要麼選用(yòng)兩張同樣的試驗台來擺放試品 ,桌面上的水平耦合板不(bù)必焊在一起(qǐ),而(ér)可以在兩張桌子的並(bìng)合處(chù)覆一塊同樣材質的金屬,只要各壓住每個(gè)桌面0.3m以上即(jí)可.但要求兩張桌子的水平耦合板用(yòng)電阻線分別與參考接地板相(xiàng)連 。

(4) 對(duì)地面設備 ,在參考接地板上要有一個(gè)0.1m高(gāo)的絕緣支座 ,試品和試品電纜放在絕緣支座上。

(5) 所有連接線(包括(kuò)參考接地板的接地電纜;耦合板上的帶(dài)電阻的連接電纜;以及放電槍接到參考接地板上的接地回(huí)線等)都必須保持(chí)低阻抗的連接。

(6) 其他應注意(yì)的地方

A. 在距試品1m以內(nèi)應無(wú)牆壁和其他金屬物品(包括(kuò)儀器) 。

B. 試驗中(zhōng)的試品要盡可能(néng)按實(shí)際情況布(bù)局(包括(kuò)電源線,信號線和安裝腳等等).接地線要按生產廠的規定(dìng)接地(沒有接地線的就不(bù)接) ,不(bù)允許有額外的接地線。

C. 放電時 ,放電槍的接地回(huí)線與試品表面至(zhì)少保持(chí)0.2m的間距 ,避(bì)免相(xiàng)互間有附(fù)加感應 ,影響試驗結果 。

b. 靜電放電測試方法

標準規定(dìng),凡被試設備正常工作時 ,人(rén)手可以觸摸到的部(bù)位(wèi),都是需要進行靜電放電試驗的部(bù)位(wèi)(這樣的部(bù)位(wèi) ,除機殼以外,其他如控制鍵盤(pán),顯(xiǎn)示屏,指示燈 ,旋(xuán)鈕 ,鑰匙孔 ,電源線等都在考核範圍內(nèi)) 。

試驗時 ,被試設備處(chù)在正常工作狀(zhuàng)態(tài) 。

試驗正式開始前,試驗人(rén)員對(duì)試品表面以20次/秒的放電速率快速掃視(shì)一遍,以便尋找試品的敏感部(bù)位(wèi)(凡掃視(shì)中(zhōng)有引起(qǐ)試品數(shù)顯(xiǎn)跳動 ,動作異常跡象的部(bù)位(wèi) ,都作為正式試驗時的重點考查部(bù)位(wèi) ,應記錄(lù)在案(àn),並(bìng)在正式試驗時應在其周圍多增加幾(jǐ)個(gè)考查點) 。

正式試驗時 ,放電以1次/秒的速率進行(也有規定(dìng)為1次/5秒的產品),以便讓(ràng)試品來得及作出響應.通常對(duì)每一個(gè)選定(dìng)點上放電20次(其中(zhōng)10次是正的, 10次是負的)。

原則上,凡可以用(yòng)接觸放電的地方一律用(yòng)接觸放電.對(duì)有鍍漆(qī)的機殼,如製造廠未說(shuō)明是作絕緣的 ,試驗時便用(yòng)放電槍的尖端刺破漆(qī)膜(mó)對(duì)試品進行放電.如廠家說(shuō)明是做(zuò)絕緣使用(yòng)時 ,則改用(yòng)氣隙放電.對(duì)氣隙放電應採用(yòng)半圓頭形的電極 ,在每次放電前,應先(xiān)將放電槍從試品表面移開,然(rán)後再將放電槍慢慢靠(kào)近試品,直(zhí)到放電發生為止.為改善試驗結果的重復性(xìng)和可比性(xìng),放電電極要垂直(zhí)試品表面 。

間接放電:

① 對(duì)水平耦合板 ,放電槍垂直(zhí)地在離開試品0.1m處(chù)用(yòng)接觸放電方式進行放電 。

② 對(duì)垂直(zhí)耦合板,耦合板應放在離試品0.1m處(chù),放電槍要垂直(zhí)於耦合板一條垂直(zhí)邊的中(zhōng)心位(wèi)置上進行放電.對(duì)試品垂直(zhí)方向的四個(gè)面都要用(yòng)垂直(zhí)耦合板做(zuò)間接放電試驗。

2) 靜電放電現場(chǎng)測試

現場(chǎng)測試是設備在安裝條件下進行的試驗.通常是設備在現場(chǎng)受挫後 ,作為摸底 ,由(yóu)製造商(shāng)和用(yòng)戶(hù)協商(shāng)後進行的試驗。

現場(chǎng)測試的布(bù)置，為了便於靜電放電槍的接地回(huí)線電纜的連接 ,應將參考接地板鋪設在地面上,並(bìng)保持(chí)與試品及其系統(tǒng)0.1m的距離.參考接地板的材料和厚度(dù)都與實(shí)驗室配置的要求相(xiàng)同.在條件允許的情況下,接地板的尺寸(cùn)為0.3m×2m.參考接地板與現場(chǎng)的安全地相(xiàng)連,或(huò)連接在試品及其系統(tǒng)的接地端子上.發生器的接地回(huí)線接在靠(kào)近試品及其系統(tǒng)放電點的參考接地平面上 。

當試品及其系統(tǒng)安裝在金屬桌子上時,而(ér)金屬桌子又未與現場(chǎng)的安全地連接時,則應將金屬桌子通過一根兩端帶(dài)有470kΩ的電阻線接到參考接地平面上,以防止靜電積累 。