《ESD測試方法大全》課件

ESD測試方法大全靜電放電(ESD)測試方法是評估電子產(chǎn)品耐受靜電的能力，以及防止其損壞的關鍵。byESD測試的重要性產(chǎn)品可靠性防止靜電導致產(chǎn)品損壞，確保產(chǎn)品質量和性能穩(wěn)定。安全生產(chǎn)避免因靜電放電造成的安全事故，保障生產(chǎn)過程的安全。競爭優(yōu)勢提高產(chǎn)品可靠性和安全性，增強產(chǎn)品在市場中的競爭力。ESD測試基礎知識靜電放電靜電放電(ESD)是指當帶電物體之間的電位差突然釋放時，產(chǎn)生的快速能量釋放。ESD敏感器件許多電子器件對ESD很敏感，包括集成電路、半導體器件、微處理器等。ESD測試目的ESD測試旨在評估器件或系統(tǒng)對ESD的抵抗能力，確保其在使用過程中不會因靜電放電而損壞。ESD測試的分類靜電放電測試基于靜電放電現(xiàn)象進行的測試，模擬人體或其他物體靜電放電對電子設備的沖擊。電磁兼容性測試評估電子設備在電磁環(huán)境中的兼容性，包括靜電抗擾度測試，即測試電子設備對靜電放電的抗擾能力。靜電衰減測試1測試目的評估器件或材料的靜電泄放能力2測試方法將帶電體與待測物接觸，測量電荷泄放時間和衰減率3測試標準IEC61340-5-1、GB/T2423.4人體模型(HBM)測試模擬人體HBM測試使用一個模擬人體靜電放電的測試設備。模擬放電設備通過一個電容放電到被測設備上，模擬人體靜電放電。測試電路測試人員在設備上設置適當?shù)碾妷汉碗娙?，進行測試。充電設備模型(CDM)測試1模擬場景模擬電子設備在充電過程中，由于靜電積累導致的放電現(xiàn)象2測試方法使用CDM測試儀模擬充電過程中的靜電放電，并測試設備的抗靜電能力3應用范圍適用于各種電子設備，特別是筆記本電腦、手機等需要充電的設備機械模型(MM)測試1測試原理模擬器械或設備產(chǎn)生的ESD，通過機械接觸的方式將靜電能量傳遞到測試樣品。2測試方法使用標準化的機械模型，通過一定的速度和壓力接觸測試樣品。3應用場景適用于測試與機械接觸相關的電子器件，例如手機、筆記本電腦等。電源線傳導測試測試原理模擬電源線上的靜電放電，測試設備的抗干擾能力。測試方法將靜電放電發(fā)生器連接到電源線，施加一定電壓的靜電脈沖。測試目標確保設備在電源線上的靜電放電情況下仍能正常工作。電磁耦合模型(IEC61000-4-2)測試1測試原理模擬外部電磁場對設備的影響，通過耦合電路將電磁脈沖注入到設備的信號線或電源線上，評估設備對電磁干擾的敏感性。2測試方法使用電磁場發(fā)生器產(chǎn)生特定頻率和幅度的電磁脈沖，并將脈沖耦合到設備的信號線或電源線上。3測試標準根據(jù)IEC61000-4-2標準進行測試，該標準定義了不同頻率和幅度的電磁脈沖測試級別。ESD測試設備介紹靜電電壓測量儀用于測量物體表面或空間的靜電電壓，幫助評估靜電風險。靜電放電發(fā)生器模擬靜電放電事件，用于測試電子設備對靜電的抗擾度。測試工裝夾具用于固定測試樣品，確保測試過程中樣品與靜電放電發(fā)生器接觸良好。靜電電壓測量儀靜電電壓測量儀是ESD測試中必不可少的工具，用于測量目標物體上的靜電電壓。它通常采用高阻抗的電極來避免對目標物體靜電電荷的干擾，并通過數(shù)字顯示器或數(shù)據(jù)記錄儀將測量結果呈現(xiàn)出來。靜電電壓測量儀的精度和分辨率對于測試結果的準確性至關重要。選擇合適的測量儀器，并對其進行定期校準，可以保證測試結果的可信度。靜電放電發(fā)生器靜電放電發(fā)生器是ESD測試設備中必不可少的核心部件，它模擬人體模型(HBM)、充電設備模型(CDM)等不同放電模式，產(chǎn)生不同能量等級的靜電脈沖。靜電放電發(fā)生器通常包含高壓電源、脈沖整形電路、放電探頭等組件，用于產(chǎn)生可控、可重復的靜電脈沖，以模擬真實環(huán)境中可能出現(xiàn)的靜電放電。測試工裝夾具夾具種類測試夾具種類繁多，根據(jù)不同測試標準、樣品類型而選擇。PCB測試夾具用于測試電路板，確保其ESD防護性能。連接器測試夾具用于測試連接器，確保其ESD防護性能。ESD測試標準介紹1JEDEC標準由聯(lián)合電子設備工程委員會(JEDEC)制定的標準，廣泛應用于半導體器件的ESD測試。2IEC標準國際電工委員會(IEC)制定的標準，涵蓋了各種電子產(chǎn)品和設備的ESD測試。3GB標準中國國家標準，為國內(nèi)電子產(chǎn)品ESD測試提供了指導和規(guī)范。JEDEC標準1概述JEDEC是一個國際半導體行業(yè)協(xié)會，制定了ESD測試標準，包括JESD22-A114,JESD22-A115等。2內(nèi)容JEDEC標準涵蓋ESD測試方法、測試條件、測試設備等，旨在保證電子元件的ESD抗擾度。3應用JEDEC標準廣泛應用于半導體制造、封裝、測試和應用階段，確保電子產(chǎn)品可靠性。IEC標準IEC61000-4-2電磁兼容性測試標準，涵蓋靜電放電測試，用于評估設備抗靜電干擾能力。IEC61340-5-1電子設備靜電放電測試標準，提供靜電放電測試方法，適用于各種電子產(chǎn)品。IEC62321靜電放電測試標準，用于評估靜電放電對電子設備的影響，并提供防護措施建議。GB標準GB/T2423.7-2018GB標準是用于描述電子設備耐受靜電放電能力的測試方法和要求。GB/T2423.7-2018本標準主要針對電氣和電子產(chǎn)品，規(guī)定了測試方法、測試條件、判定標準，以及ESD防護的設計要求。GB/T2423.7-2018在測試中，需要使用特定的測試設備，并根據(jù)產(chǎn)品類型選擇合適的測試方法。ESD測試流程1測試環(huán)境要求濕度，溫度，靜電場2測試樣品準備待測樣品，測試夾具3測試方法操作步驟放電路徑，電壓等級4測試數(shù)據(jù)記錄測試結果，測試時間5結果分析與判定合格標準，測試報告測試環(huán)境要求溫度20℃~25℃濕度45%~55%靜電場≤100V地面抗靜電地板測試樣品準備樣品選擇根據(jù)測試標準選擇合適的樣品進行測試。樣品處理確保樣品在測試前處于正常工作狀態(tài)，并按照測試要求進行預處理。測試工裝使用合適的測試工裝夾具，確保樣品在測試過程中的正確連接和固定。測試方法操作步驟1準備樣品根據(jù)測試標準要求，選擇合適的樣品，并確保樣品處于良好狀態(tài)。2連接設備將樣品連接到ESD測試設備，并確保連接牢固可靠。3進行放電根據(jù)測試標準和測試方法，使用靜電放電發(fā)生器對樣品進行放電。4觀察現(xiàn)象觀察樣品在靜電放電后的反應，并記錄測試結果。測試數(shù)據(jù)記錄測試數(shù)據(jù)記錄記錄每次測試的詳細數(shù)據(jù)，包括測試時間、測試條件、測試結果等。數(shù)據(jù)表格使用表格形式記錄數(shù)據(jù)，便于整理和分析。結果分析與判定1數(shù)據(jù)比對將測試結果與相關標準進行比對，判斷產(chǎn)品是否符合要求。2趨勢分析分析測試結果的變化趨勢，尋找潛在的ESD問題。3判定結論根據(jù)測試結果和分析，得出產(chǎn)品的ESD抗性等級和測試結果的判定結論。ESD設計防護策略電路級使用ESD保護器件如二極管、齊納二極管、TVS二極管等，在電路中構建保護電路，降低ESD電壓，防止敏感元件損壞。封裝級在芯片封裝內(nèi)部設計防靜電結構，例如使用屏蔽層、電容等，降低封裝內(nèi)部的靜電敏感性。系統(tǒng)級在系統(tǒng)設計階段，采用防靜電材料和結構，減少靜電積累，并提供有效的靜電放電路徑。電路級ESD保護二極管二極管可以用來限制電壓，防止過大的電壓破壞電路電阻器電阻器可以用來限制電流，防止過大的電流破壞電路晶體管晶體管可以用來控制電流，防止過大的電流破壞電路封裝級ESD保護材料選擇選擇具有良好電氣性能和ESD抗性的封裝材料，如低介電常數(shù)樹脂、導電材料等。封裝結構設計優(yōu)化封裝結構，例如增加屏蔽層、使用ESD保護器件等，以降低ESD敏感性。封裝工藝控制嚴格控制封裝工藝參數(shù)，例如金屬化層厚度、焊點質量等，確保封裝質量。系統(tǒng)級ESD防護1設計規(guī)則遵循嚴格的ESD設計規(guī)范，例如IEC61000-4-2，確保系統(tǒng)各個模塊間電氣隔離。2屏蔽技術使用屏蔽層或接地線來隔離敏感電路，防止外部靜電放電侵入。3接地系統(tǒng)建立完善的接地系統(tǒng)，將靜電能量快速引導至大地，防止靜電積累。ESD測試實操案例分享本節(jié)將分享幾個實際案例，展示如何進行ESD測試，并分析測試結果。例如，針對某款手機，我們進行HBM測試，模擬用戶在日常使用中可能遇到的靜電放電，以評估手機的ESD抗擾度。通過測試，我們發(fā)現(xiàn)手機的音頻接口對靜電放電非常敏感，建議對該接口進