電子產(chǎn)品esd認(rèn)證測(cè)試及防制技術(shù)(編輯修改稿)
2025-09-14 16:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)試電壓與還境條件. IEC 6100042 測(cè)試結(jié)果評(píng)估判定ESD測(cè)試結(jié)果評(píng)估須按被測(cè)試產(chǎn)品功能受影響的程度做判定, 依法規(guī)係將受影響的程度分為四級(jí),說(shuō)明如下: 第一級(jí)為 A級(jí)判定 (Criterion A): 指產(chǎn)品功能在測(cè)試前後及測(cè)試過(guò)程中完全可以正常操作, 無(wú)任何功能減低或異常現(xiàn)象出現(xiàn), 完全不受ESD放電影響, 則稱產(chǎn)品符合A級(jí)判定結(jié)果. 第二級(jí)為 B級(jí)判定 (Criterion B): 指產(chǎn)品在測(cè)試過(guò)程中,功能會(huì)受ESD放電影響,在放電瞬間會(huì)暫時(shí)性的功能降低, 但可以自動(dòng)回復(fù), 這樣的產(chǎn)品則稱符合B級(jí)判定結(jié)果. 第三級(jí)為 C級(jí)判定 (Criterion C):指產(chǎn)品功能在測(cè)試前可正常被操作,但測(cè)試過(guò)程中受ESD放電影響, 出現(xiàn)功能降低或異常, 且功能無(wú)法自動(dòng)回復(fù), 必須經(jīng)由操作人員做重置(Reset)或重開(kāi)機(jī)的動(dòng)做才能回復(fù)功能, 這情形則僅符合C級(jí)判定結(jié)果.第四級(jí)為 D級(jí)判定 (Criterion D): 指產(chǎn)品功能在測(cè)試前可正常被操作,但測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)異常,雖經(jīng)由操作人員做重置(Reset)或重開(kāi)機(jī)也不能回復(fù)功能, 這種情況大概產(chǎn)品已損傷嚴(yán)重, 僅符合D級(jí)判定結(jié)果. (這屬不合格).依IEC 6100042法規(guī)建議,產(chǎn)品採(cǎi)購(gòu)驗(yàn)證必須符合A級(jí)或B級(jí)的判定才能接受, C級(jí)和D級(jí)判定是不合格的.判定等級(jí)受ESD影響現(xiàn)像結(jié)果A測(cè)試過(guò)程功能完全正常,不受影響合格B功能暫時(shí)性受影響,但可自動(dòng)回復(fù)合格C功能受ESD影響出現(xiàn)異常, 須人為重置或重開(kāi)機(jī)排除.不合格D重開(kāi)機(jī)功能也不能回復(fù), 已損壞.不合格表4: IEC 6100042 ESD測(cè)試判定等級(jí)圖6 : IEC 6100042 測(cè)試架構(gòu)示意圖. 防制設(shè)計(jì)在討論如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品避免遭受ESD損壞之前, 先要瞭解ESD破壞電子產(chǎn)品的原因, 方便後續(xù)討論與技術(shù)的瞭解. ESD能量是經(jīng)由傳導(dǎo)性能量轉(zhuǎn)移方式引入產(chǎn)品的電子元件內(nèi), 主要破壞力是瞬間峰值電流, 電壓是引導(dǎo)放電作用的誘發(fā)位能. ESD開(kāi)始時(shí)是經(jīng)由直接(電流)或間接輻射方式以快速的暫態(tài)突波衝擊到電路元件上, 這當(dāng)中有電流熱效應(yīng)也有電磁場(chǎng)的干擾效應(yīng). 故ESD 對(duì)造成電子元件失效情況可概分三種情形, (1) 硬體失效(Hard failure),(2) 潛在性失效(Latent failure)和 (3) 場(chǎng)強(qiáng)感應(yīng)失效 (Field induction failure)1. 硬體失效問(wèn)題: ESD電弧電壓(Spark voltage)竄入半導(dǎo)體內(nèi)部使絕緣部位損壞. 如在PN接合點(diǎn)短路或開(kāi)路,內(nèi)部絕緣的氧化層貫穿(punchthrough)金屬氧化處理部位產(chǎn)生熔蝕(melting)等, 。圖7. 2. 潛在性失效問(wèn)題: 當(dāng)ESD發(fā)生時(shí)系統(tǒng)雖暫時(shí)受到影響,仍然可繼續(xù)動(dòng)作, 但功能會(huì)隨時(shí)間逐漸變差, 隔數(shù)日或數(shù)週後系統(tǒng)出現(xiàn)異常, 最後成為硬體失效. 這是因?yàn)榘雽?dǎo)體元件已經(jīng)受到部分不可回復(fù)的損傷, 隨著使用時(shí)間日增,異常功能自會(huì)逐漸顯現(xiàn). 這種失效是最難捉模,無(wú)法以失效模式分析確認(rèn). 若使用者若遇這類產(chǎn)品, 應(yīng)該要能意識(shí)到該產(chǎn)品的品質(zhì)狀況,尚不成熟. 3. 感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)失效問(wèn)題: 當(dāng) ESD的高壓放電火花跟電流會(huì)對(duì)產(chǎn)生電場(chǎng)輻射效應(yīng), 這種寬頻的輻射, 經(jīng)常使臨近的電路受干擾而失常, 如LatchUp, 或暫時(shí)性程序錯(cuò)亂,及資料流失等, 嚴(yán)重時(shí)更會(huì)損傷硬體成為永久行硬體失效. . ESD的防護(hù)設(shè)計(jì)由PCB 階段開(kāi)始做起談到系統(tǒng)產(chǎn)品的靜電防制設(shè)計(jì), 必須從印刷電路板(PCB)開(kāi)始做ESD的保護(hù). 在印刷電路板上也有三種容易造成ESD失誤狀態(tài)如下:1. ESD電流直接流經(jīng)受害電路元件的接腳造成永久性損壞: 此類模式係由外部組件(如鍵盤, 或I/O界面的連接器)直接連線帶入ESD突波電流. 要預(yù)防這種直接傷害, 即使用一顆串聯(lián)電阻或
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