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影響靜電放電（ESD）測(cè)試重復(fù)性的分析
日期：2025-06-22 14:28
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摘要：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000-4-2/GBT17626.2的定義，靜電放電就是具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。
當(dāng)人體穿著絕緣材料的織物并且對(duì)地絕緣時(shí)，在地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可能積累一定數(shù)量的電荷。當(dāng)人體接觸到與地相連的設(shè)備時(shí)就會(huì)產(chǎn)生靜電放電。
靜電放電試驗(yàn)主要檢查人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對(duì)設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對(duì)設(shè)備工作造成的影響。靜電放電時(shí)可以在0.5～20ns的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生1～50A的放電電流。雖然電流很大但因持續(xù)時(shí)間很短，故能量很小。所以一般靜電放電不會(huì)對(duì)人產(chǎn)...
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000-4-2/GBT17626.2的定義，靜電放電就是具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。
當(dāng)人體穿著絕緣材料的織物并且對(duì)地絕緣時(shí)，在地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可能積累一定數(shù)量的電荷。當(dāng)人體接觸到與地相連的設(shè)備時(shí)就會(huì)產(chǎn)生靜電放電。
靜電放電試驗(yàn)主要檢查人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對(duì)設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對(duì)設(shè)備工作造成的影響。靜電放電時(shí)可以在0.5～20ns的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生1～50A的放電電流。雖然電流很大但因持續(xù)時(shí)間很短，故能量很小。所以一般靜電放電不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生傷害，但對(duì)集成電路芯片等電子產(chǎn)品可能產(chǎn)生破壞性的危害。
1）試驗(yàn)環(huán)境條件
i.氣候環(huán)境: 環(huán)境溫度15°C ~30 °C
相對(duì)濕度30%~60%
大氣壓力86kPa ~ 106kPa
ii.電磁環(huán)境: 不影響試驗(yàn)結(jié)果的環(huán)境
雖然靜電放電試驗(yàn)非常容易,但它是所有EMC測(cè)試項(xiàng)目中重復(fù)性*低的測(cè)試項(xiàng)目之一。
在做靜電放電測(cè)試時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到這種情況：同一個(gè)被測(cè)品在A實(shí)驗(yàn)室通過了，但是在B實(shí)驗(yàn)室卻通不過，導(dǎo)致此種情況的原因，可以總結(jié)分析出以下幾種可能：
① 由于測(cè)試設(shè)備的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
② 由于測(cè)試環(huán)境的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
③ 由于測(cè)試人員的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
針對(duì)以上的原因，具體分析如下：
1、由于測(cè)試設(shè)備的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
靜電放電電流波形的規(guī)定，主要的四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)為：首 次峰值電流Ip；上升時(shí)間Tr；30ns時(shí)的電流值I30；60ns時(shí)的電流值I60。從上表中可以看出這四個(gè)指標(biāo)的容許偏差都較大，首 次峰值電流Ip為±15%，上升時(shí)間Tr為±25%，30ns時(shí)的電流值I30為±30%，60ns時(shí)的電流值I60為±30% 。
以下是4個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的靜電放電模擬器的輸出波形對(duì)比，分別屬于
不同的公司。
從波形可以看出，區(qū)別還是很大的。
2、由于測(cè)試環(huán)境的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
對(duì)靜電測(cè)試重復(fù)性影響*大的環(huán)境因素就是濕度，空氣濕度的變化對(duì)放電參數(shù)的影響，見下圖：
有研究表明，實(shí)驗(yàn)室條件下的氣體壓強(qiáng)受環(huán)境濕度的影響顯著，而氣體壓強(qiáng)又將作用于電子漂移速度，因而環(huán)境濕度越大，壓強(qiáng)越大，放電電流也會(huì)隨之增大。所以空氣濕度對(duì)靜電放電測(cè)試有著很大的影響。
3、由于測(cè)試人員的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
不同的測(cè)試人員在進(jìn)行靜電放電測(cè)試時(shí)，肯定也是會(huì)有一些差異的，但是測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)都是一樣的(IEC 61000-4-2)，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測(cè)試方法都進(jìn)行的詳細(xì)的說明，所以在不同的測(cè)試人員身上產(chǎn)生的差異很有限，在這不做主要原因分析。
當(dāng)人體穿著絕緣材料的織物并且對(duì)地絕緣時(shí)，在地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可能積累一定數(shù)量的電荷。當(dāng)人體接觸到與地相連的設(shè)備時(shí)就會(huì)產(chǎn)生靜電放電。
靜電放電試驗(yàn)主要檢查人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對(duì)設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對(duì)設(shè)備工作造成的影響。靜電放電時(shí)可以在0.5～20ns的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生1～50A的放電電流。雖然電流很大但因持續(xù)時(shí)間很短，故能量很小。所以一般靜電放電不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生傷害，但對(duì)集成電路芯片等電子產(chǎn)品可能產(chǎn)生破壞性的危害。
1）試驗(yàn)環(huán)境條件
i.氣候環(huán)境: 環(huán)境溫度15°C ~30 °C
相對(duì)濕度30%~60%
大氣壓力86kPa ~ 106kPa
ii.電磁環(huán)境: 不影響試驗(yàn)結(jié)果的環(huán)境
2）試驗(yàn)布置
雖然靜電放電試驗(yàn)非常容易,但它是所有EMC測(cè)試項(xiàng)目中重復(fù)性*低的測(cè)試項(xiàng)目之一。
在做靜電放電測(cè)試時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到這種情況：同一個(gè)被測(cè)品在A實(shí)驗(yàn)室通過了，但是在B實(shí)驗(yàn)室卻通不過，導(dǎo)致此種情況的原因，可以總結(jié)分析出以下幾種可能：
① 由于測(cè)試設(shè)備的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
② 由于測(cè)試環(huán)境的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
③ 由于測(cè)試人員的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
針對(duì)以上的原因，具體分析如下：
1、由于測(cè)試設(shè)備的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61000-4-2：2008，靜電放電模擬器的要求：
靜電放電電流波形的規(guī)定，主要的四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)為：首 次峰值電流Ip；上升時(shí)間Tr；30ns時(shí)的電流值I30；60ns時(shí)的電流值I60。從上表中可以看出這四個(gè)指標(biāo)的容許偏差都較大，首 次峰值電流Ip為±15%，上升時(shí)間Tr為±25%，30ns時(shí)的電流值I30為±30%，60ns時(shí)的電流值I60為±30% 。
以下是4個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的靜電放電模擬器的輸出波形對(duì)比，分別屬于
不同的公司。
從波形可以看出，區(qū)別還是很大的。
2、由于測(cè)試環(huán)境的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
對(duì)靜電測(cè)試重復(fù)性影響*大的環(huán)境因素就是濕度，空氣濕度的變化對(duì)放電參數(shù)的影響，見下圖：
有研究表明，實(shí)驗(yàn)室條件下的氣體壓強(qiáng)受環(huán)境濕度的影響顯著，而氣體壓強(qiáng)又將作用于電子漂移速度，因而環(huán)境濕度越大，壓強(qiáng)越大，放電電流也會(huì)隨之增大。所以空氣濕度對(duì)靜電放電測(cè)試有著很大的影響。
3、由于測(cè)試人員的不同，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同
不同的測(cè)試人員在進(jìn)行靜電放電測(cè)試時(shí)，肯定也是會(huì)有一些差異的，但是測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)都是一樣的(IEC 61000-4-2)，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測(cè)試方法都進(jìn)行的詳細(xì)的說明，所以在不同的測(cè)試人員身上產(chǎn)生的差異很有限，在這不做主要原因分析。
