Co potřebujete vědět o ESD modelech, ochraně a testování

ESD simulátor
An ESD simulátor, často známý jako an ESD pistole, je přenosné zařízení, které se používá k vyhodnocení odolnosti zařízení vůči elektrostatický výboj (ESD). Tyto simulátory se používají v laboratořích, které se specializují na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC). ESD pulsy jsou vysokonapěťové pulsy produkované, když se dostanou do kontaktu dva předměty s opačnými elektrickými náboji. Lze je znovu vytvořit v testovacím prostředí, aby bylo zajištěno, že testovaný gadget bude odolný vůči výbojům statické elektřiny.

ESD testování
ESD testování je vyžadován u většiny prodejců automobilových komponentů v rámci povinného testování elektromagnetické kompatibility. Často je výhodné tyto testy automatizovat, aby se eliminoval lidský faktor. ESD testování je vyžadován u většiny prodejců automobilových komponentů v rámci povinného testování elektromagnetické kompatibility. Často je výhodné tyto testy automatizovat, aby se eliminoval lidský faktor.

Typy testeru ESD IC
Logické testery, testery paměti a analogové testery jsou tři typy testerů. Normálně se testování IC provádí ve dvou fázích: testování plátků (také známé jako třídění v matrici nebo testování sondou) a testování obalu (také známé jako konečné testování) po zabalení. Testování waferů využívá sondu a kartu sondy, zatímco testování balíčků využívá handler, testovací zásuvku a tester.

IO
Lineární integrované obvody (IC), jako jsou operační zesilovače, in-amp a datové převodníky, jsou chráněny před jejich umístěním na desku s plošnými spoji. To je stav mimo okruh. V takovém stavu jsou integrované obvody plně vydány na milost a nemilost svému okolí, pokud jde o jakékoli stresující napěťové rázy, se kterými se mohou setkat. Většinu nebezpečných napěťových rázů způsobuje elektrostatický výboj, neboli ESD, jak je častěji známo. Jedná se o jediný, rychlý, vysokoproudý přenos elektrostatického náboje způsobený jedním ze dvou scénářů.

Tyto podmínky jsou
1. Přenos přímého kontaktu mezi dvěma předměty s různými potenciály (někdy nazývaný kontaktní výboj)
2. Když jsou dva předměty v blízkosti, generují silné elektrostatické pole (někdy nazývané výboj vzduchu) Primárními zdroji statické elektřiny jsou převážně izolátory a často jsou to syntetické materiály, jako jsou vinylové nebo plastové pracovní plochy, izolované boty, hotové dřevěné židle , lepicí páska, bublinkový obal, páječky s neuzemněnými hroty a tak dále.

Vzhledem k tomu, že jejich náboj nelze snadno šířit po jejich povrchu nebo přenášet na jiné předměty, mohou být úrovně napětí vytvářené těmito zdroji mimořádně vysoké. Triboelektrický efekt je vytvoření statické elektřiny vyvolané třením dvou látek o sebe.
• Chůze po koberci 1000V – 1500V
• Chůze po vinylové podlaze 150V – 250V
• Správa materiálu chráněna průhlednými plastovými kryty 400V – 600V
• Manipulace s polyetylenovými sáčky 1000V – 2000V
• Polyuretanová pěna nalitá do nádoby 1200V – 1500V

Poznámka: Výše ​​uvedené předpokládá relativní vlhkost 60 %. Napětí může být více než desetkrát vyšší s nízkou RH (30 %).

Vysoké napětí ESD a vysoké špičkové proudy mohou zničit integrované obvody. Přesné analogové obvody, které mají často velmi nízké předpětí, jsou náchylnější k poškození než běžné digitální obvody, protože tradiční architektury ESD ochrany zvyšují úniky na vstupu, a proto je nelze použít.

Nejčastějším projevem poškození ESD pro konstruktéra nebo technika je katastrofální porucha IC. Na druhé straně expozice ESD může způsobit zvýšený únik nebo zhoršení jiných funkcí. Pokud se během vyšetření zdá, že zařízení nesplňuje standard datového listu, mělo by být vyhodnoceno poškození ESD. Nastiňuje některé důležité prvky o poruchách způsobených ESD.

Mechanismy selhání ESD
• Poškození dielektrika nebo spoje
• Akumulace povrchového náboje
• Zajištění ESD vodiče

Poškození může způsobit
• Zvýšená netěsnost
• Snížení výkonu
• Funkční poruchy integrovaných obvodů

Poškození ESD je často kumulativní; například každý „zap“ ESD může způsobit další poškození spoje, případně způsobit selhání zařízení.

Ochrana ESD
Porozumění poškození ESD Ochranný obal se používá pro všechna zařízení citlivá na ESD. Integrované obvody jsou obvykle baleny do vodivé pěny nebo antistatických přepravních zkumavek, které jsou následně utěsněny ve statickém plastovém sáčku. Zapečetěný sáček je označen jedinečným kódem, který popisuje správné pokyny pro manipulaci.

Přítomnost upozornění na vnějším obalu upozorňuje uživatele, že jsou vyžadovány postupy manipulace se zařízením vhodné pro ochranu proti ESD. Kromě toho datové listy pro IC citlivé na ESD obvykle obsahují významné prohlášení v tomto smyslu. Všechny přístroje citlivé na statickou elektřinu jsou jednotlivě baleny v ochranném obalu a označeny pokyny pro manipulaci.

Na lidském těle a testovacím zařízení se mohou snadno vyvinout elektrostatické náboje vysoké až 4000 V a nepozorovaně vybít. Přestože ADXXX obsahuje patentované bezpečnostní obvody ESD, elektronika vystavená vysokoenergetickým elektrostatickým výbojům může utrpět neopravitelné poškození. Aby se předešlo zhoršení výkonu nebo ztrátě funkčnosti, doporučuje se adekvátní ESD zabezpečení. Ochrana je relativně jednoduchá, jakmile jsou rozpoznána zařízení citlivá na ESD.

Uchování integrovaných obvodů v jejich originálním ochranném obalu je samozřejmě prvním krokem. Druhou fází je vybití potenciálně nebezpečných zdrojů ESD před poškozením IC. Taková napětí lze rychle a bezpečně vybít pomocí vysoké impedance. Pracovní stůl s povrchem rozptylujícím statickou elektřinu je kritickou součástí pro manipulaci s IC zabezpečenou proti ESD. Rezistor 1 M spojuje povrch se zemí, rozptyluje veškerý statický náboj a zároveň chrání uživatele před nebezpečím úrazu elektrickým proudem. Pokud jsou pracovní desky nevodivé, měla by být kromě vybíjecího rezistoru instalována podložka rozptylující statickou elektřinu.

Pamatujte, že pokud je nabitý IC vybíjen prostřednictvím nízké impedance, může protékat vysoký špičkový proud. To je přesně to, co se stane, když se nabitý IC dostane do kontaktu s uzemněnou deskou pokrytou mědí. Když je stejně nabitý integrovaný obvod umístěn na povrchu s vysokou impedancí. Špičkový proud však nestačí ke zničení zařízení.

Pro minimalizaci škod souvisejících s ESD jsou nezbytné různé strategie zacházení se zaměstnanci. Při manipulaci s elektronikou citlivou na ESD na pracovní stanici se doporučuje vodivý pásek na zápěstí. Řemínek na zápěstí zabraňuje typickým operacím, jako je stahování pásky z balíků, způsobit poškození IC. Opět je pro bezpečnost vyžadován odpor 1 M od řemínku na zápěstí k zemi. Při sestavování desek PC s integrovanými obvody citlivými na ESD by měly být všechny pasivní součástky umístěny a připájeny před integrovanými obvody. Tím se snižuje expozice ESD u citlivé elektroniky. Pájka samozřejmě musí mít uzemněný hrot.

ESD ochrana pro integrované obvody vyžaduje zapojení jak výrobce IC, tak zákazníka. Výrobci integrovaných obvodů mají zájem dodávat svá zařízení s nejlepší možnou úrovní ESD ochrany. Návrháři obvodů integrovaných obvodů, procesní inženýři, specialisté na obaly a další neustále hledají nové a vylepšené návrhy obvodů, procesů a obalových řešení, která dokážou odolat nebo převést energii ESD.

Komplexní strategie ochrany ESD na druhé straně vyžaduje více než jen začlenění ochrany proti ESD do integrovaných obvodů. Uživatelé integrovaných obvodů musí také poskytnout svým zaměstnancům odpovídající znalosti a školení v technikách manipulace s ESD, aby bylo možné zabudovat ochranu ve všech kritických fázích procesu. Nastíněno následovně.

Analogová zařízení
• Návrh a výroba obvodů
• Vytvářejte produkty s nejvyšší úrovní ESD ochrany při zachování základního analogového a digitálního výkonu.
• Zabalit a odeslat
• Statický disipativní materiál by měl být zabalen. Balení by měla být označena varováním ESD.

Zákazníci
• Příchozí kontrola
• Zkontrolujte na uzemněné pracovní stanici. Minimalizujte manipulaci.
• Řízení zásob
• Skladujte v originálním balení bezpečném proti ESD. Minimalizujte manipulaci.
• Výroba
• Doručte na pracovní plochu v originálním ESD bezpečném balení. Balíčky otevírejte pouze na uzemněné pracovní stanici. Zabalte podsestavy do statického disipativního obalu.
• Zabalit a odeslat
• V případě potřeby zabalte do materiálu rozptylujícího statickou elektřinu. Výměna nebo volitelné desky mohou vyžadovat zvláštní pozornost.

ESD Protection vyžaduje partnerství mezi ADI a koncovým uživatelem, včetně kontroly v klíčových bodech. Při procházení a hodnocení integrovaných obvodů je třeba dbát mimořádné opatrnosti. Protože následky poškození ESD mohou být kumulativní, může trvalé nesprávné používání zařízení vést k selhání. Vkládání a odebírání integrovaných obvodů z testovacích zásuvek, ukládání zařízení pro vyhodnocení a přidávání a odebírání externích součástí z prkénka by mělo být prováděno s ohledem na správná ESD zabezpečení. Pokud zařízení selže během vývoje prototypového systému, může být příčinou opakované ESD namáhání.

Klíčovým slovem, které je třeba mít na paměti s ohledem na ESD, je prevence. Poškození ESD nelze vrátit zpět ani kompenzovat jeho následky.

ESD IC modely a testování
Některé aplikace jsou náchylnější k ESD než jiné. Integrované obvody umístěné na desce PC obklopené jinými obvody jsou mnohem méně citlivé na poškození ESD než obvody, které musí být propojeny s jinými deskami PC nebo vnějším světem. Tyto integrované obvody nejsou obvykle specifikovány ani zaručeno, že splňují jakákoli specifická kritéria ESD (kromě klasifikovaných zařízení). IC portu rozhraní RS-232 na počítači jsou dobrým příkladem rozhraní citlivého na ESD, protože jsou snadno vystaveny vysokému napětí.

Musí být stanoveny zkušební techniky a omezení, aby byla zajištěna účinnost ESD pro taková zařízení. Pro posouzení zranitelnosti zařízení vůči ESD bylo stanoveno množství testovacích křivek a požadavků. Model lidského těla (HBM), model stroje (MM) a model nabitého zařízení jsou tři nejvýznamnější křivky, které se nyní používají pro polovodičová nebo diskrétní zařízení (CDM).

Vzhledem k tomu, že každý z těchto modelů zobrazuje zásadně odlišnou událost ESD, existuje malá konzistence mezi výsledky testů pro tyto modely. Od roku 1996 musí všechna elektronická zařízení dodávaná do Evropského společenství nebo v rámci Evropského společenství splňovat normy Elektromechanické kompatibility (EMC) uvedené v předpisu IEC1000-4-x.

Nutno podotknout, že to neplatí pro jednotlivé IO, ale spíše pro celý produkt. Tyto normy, stejně jako zkušební techniky, jsou definovány v různých specifikacích IEC1000. IEC1000-4-2 vyžaduje, aby testování shody bylo provedeno pomocí jedné ze dvou metod spojky: kontaktní výboj nebo výboj vzduchovou mezerou. Pro kontaktový výboj je vyžadováno přímé připojení k testované jednotce.

Výboj vzduchovou mezerou využívá vyšší testovací napětí, ale zabraňuje přímému kontaktu s testovanou jednotkou. Výbojová pistole je posunuta směrem k testovanému zařízení a vytváří oblouk přes vzduchovou mezeru, odtud pochází slovní spojení vzduchový výboj. Na tento postup má vliv vlhkost, teplota, barometrický tlak, vzdálenost a rychlost zavírání vypouštěcí pistole. I když je metoda kontaktního výboje méně realistická, je více opakovatelná a získává si přízeň před metodou vzduchové mezery.

ESD generátor
Testovací generátor napodobuje elektrostatický výboj v souladu s IEC / EN 61000-4-2. U laboratorních testů se spolehněte na testované zařízení (EUT) a nastavení testu. Norma IEC specifikuje dvě zkušební metody:

1. Vypuštění vzduchu zkušební generátor musí být tímto způsobem přemístěn do EUT. Vysokonapěťový výboj je ve vzduchu. Zkušební napětí lze upravit až na 30 kV. Velmi krátká doba náběhu každého jednotlivého pulzu generuje velké RF spektrum a rušení.
2. Vybíjení kontaktem EUT je připevněno k vybíjecí elektrodě ostrým hrotem. Jako vybíjecí spínač slouží vakuové relé.

Nejčastější dotazy
Co je ESD tester?
Testování elektromagnetické kompatibility je známé jako ESD testování (test EMC). ESD testování replikuje četné elektrostatické účinky, se kterými se může zařízení setkat buď při přepravě, nebo při provozu. Test elektrostatického výboje prověřuje, zda jsou dodrženy ochranné oblasti a postupy produktu ESD.

Co je elektrostatický výboj v IC?
ESD může způsobit nabitý předmět dotýkající se integrovaného obvodu, nabitý integrovaný obvod narážející na uzemněný povrch, nabitý stroj dotýkající se integrovaného obvodu nebo elektrostatické pole vytvářející napětí dostatečně silné na to, aby roztrhlo dielektrikum.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení:  Service@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení:  Sales@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:ESD61000-2