测试目的
许多行业对产品的静电敏感度有严格的标准和法规要求。例如,在航空航天、医疗设备、电子通信等领域,产品必须满足特定的静电等级标准才能进入市场。静电等级验证可以确保产品符合这些标准和法规,避免法律风险。
验证在产品设计和生产过程中所采取的静电防护措施(如使用防静电包装、接地装置等)是否有效。如果产品经过静电防护处理后能够通过更高等级的静电放电测试,说明防护措施起到了应有的作用;反之,则需要进一步改进防护措施。
对于电子设备、半导体器件等静电敏感产品,静电等级验证可以确定产品是否能够承受预期的静电环境而不发生损坏或性能下降。例如,在电子产品制造车间,各种静电放电现象可能会导致芯片损坏、电路故障等问题,通过验证产品的静电等级,可以***产品质量和生产过程的可靠性。
产品质量与可靠性评估
静电防护措施有效性检验
符合标准与法规要求
测试设备
工作原理:通过探头感应周围空间的静电场强度,将静电场信号转换为电信号,经过放大、处理后显示出静电场强数值。有些静电场强仪还可以测量静电电位。
应用场景:用于测量产品所处环境的静电场强度,如在电子产品生产车间、实验室等场所,帮助评估环境静电风险,为静电防护措施的制定提供依据。
工作原理:静电放电模拟器通过充电电路将内部的储能电容充电到设定的电压,模拟人体或其他物体上积累的静电电荷。当触发放电时,储能电容通过放电电极向被测物体快速放电,产生静电放电脉冲。放电电极的形状和尺寸可以根据不同的测试标准和应用场景进行选择,如人体模型(HBM)电极、机器模型(MM)电极等。
特点和应用场景:能够***控制放电电压、放电电流和放电波形等参数。放电电压范围通常可以从几百伏到数万伏,以模拟不同强度的静电放电情况。可用于测试各种电子设备、元器件、材料等的静电敏感度,是静电等级验证的核心设备。
静电放电模拟器
静电场强仪(用于环境静电场测试)
测试方法
记录每次放电的电压、电流、波形等参数,以及样品的响应情况(如是否损坏、功能是否正常等)。根据测试结果绘制电压 - 损坏概率曲线,确定样品的静电敏感度等级。例如,将能够引起样品损坏概率为 10%、50% 和 90% 的放电电压分别定义为静电敏感度的下限、典型值和上限。将测试结果与产品设计要求或相关标准进行对比,判断样品是否合格,并根据分析结果提出改进建议。
直接放电测试:将静电放电模拟器的放电电极对准样品的敏感区域(如芯片引脚、接口等),在设定的电压下进行放电操作。每次放电后,观察样品的工作状态(如是否出现功能异常、显示错误信息等)和外观变化(如是否有烧焦痕迹、引脚损坏等)。对于能够自动检测故障的样品(如带有自检功能的电子设备),可以通过设备自身的检测功能来判断是否受到静电损害;对于没有自检功能的样品,可能需要使用专门的测试设备进行功能测试。
间接放电测试(适用于对环境静电敏感的产品):将样品放置在绝缘支架上,通过对样品周围的金属板或接地物体进行静电放电,模拟环境静电对样品的间接影响。观察样品在间接放电后的反应,同样检查工作状态和外观变化。
测试环境应保持一定的温湿度条件,一般温度在 20℃ - 25℃,相对湿度在 30% - 60%。根据测试标准和产品的预期使用环境,选择合适的静电放电模型(如 HBM、MM 或带电器件模型(CDM))和放电参数。例如,对于电子元器件的 HBM 测试,初始放电电压可以从较低的值(如 200V)开始,以一定的步长(如 100V)逐步增加,直到样品出现损坏或达到测试设备的电压。
选择具有代表性的测试样品,确保样品的状态良好,没有明显的损坏或故障。对于电子设备,应包括完整的产品或其关键组件(如电路板、芯片等)。记录样品的基本信息,如型号、规格、生产批次等,同时对样品进行编号,以便于识别和记录测试结果。
样品准备
环境准备与测试条件设置
静电放电测试
数据记录和分析
测试标准
GB/T 17626.2 - 2018《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》等效采用了 IEC 61000 - 4 - 2 标准,是我国电气和电子设备静电放电抗扰度测试的主要标准。此外,不同行业根据自身产品的特点和使用要求,还会制定更具针对性的行业标准。例如,在航天领域,QJ 3137 - 2001《航天电子产品静电放电敏感度试验方法》规定了航天电子产品的静电放电测试方法和特殊要求,确保航天产品在高静电风险环境下的可靠性。
IEC 61000 - 4 - 2《电磁兼容(EMC) - 第 4 - 2 部分:试验和测量技术 - 静电放电抗扰度试验》是国际上广泛应用的静电放电测试标准。它规定了静电放电模拟器的特性、测试方法、测试等级和结果判定等内容,适用于各种电气和电子设备的静电放电抗扰度测试。在半导体器件领域,JEDEC(固态技术协会)发布的 JESD22 - A114 - C《静电放电敏感度测试 - 人体模型(HBM)》等标准,详细规定了半导体器件的静电敏感度测试方法和等级分类,为全球半导体行业提供了统一的测试规范。
***:
国内标准: