เทคนิคการทดสอบปืน ESD สำหรับการประเมินชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

บทนำ
การคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) เป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากอาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด ความน่าเชื่อถือลดลง และค่าใช้จ่ายในการรับประกันสูงขึ้น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต้องผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดด้วยเครื่องมือเฉพาะทางเช่น ปืน ESD เพื่อรับประกันความยืดหยุ่นต่อเหตุการณ์ ESD

วิธีการวัดความต้านทานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่อ ESD และประสิทธิภาพโดยรวมมีหลายวิธีในบทความนี้ ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างความน่าเชื่อถือได้ ป้องกัน ESD โซลูชันและเลือกส่วนประกอบที่เป็นไปตามข้อบังคับ

ภาพรวมการทดสอบปืน ESD:
การทดสอบปืนใหญ่ประจุไฟฟ้าสถิตเกี่ยวข้องกับการวางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ผ่านเหตุการณ์ ESD จำลอง ในขณะที่สภาพแวดล้อมได้รับการตรวจสอบและควบคุมอย่างระมัดระวัง วัตถุประสงค์ของการทดสอบเหล่านี้คือเพื่อกำหนดว่าส่วนประกอบต่างๆ สามารถรับมือกับความเครียดจาก ESD ได้ดีเพียงใด ในขณะที่ยังคงทำงานตามที่คาดการณ์ไว้ แม้ว่าจะมีเงื่อนไขการทดสอบก็ตาม IEC 61000-4-2 และ ANSI/ESD S20.20 คือสองตัวอย่างของมาตรฐานอุตสาหกรรมที่มักปฏิบัติตามในระหว่างการทดสอบ เพื่อให้มั่นใจถึงผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ IEC 61000-4-2 ยังเป็นตัวอย่างของมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นโดย International Electrotechnical Commission

การทดสอบแบบจำลองร่างกายมนุษย์ (HBM):
เมื่อทำการทดลองเกี่ยวกับการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) จะใช้วิธีแบบจำลองร่างกายมนุษย์ (HBM) เพื่อจำลองการสัมผัสของมนุษย์ การปลดปล่อยจากปืนใหญ่ ESD จะผ่านตัวต้านทานที่มีค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า แล้วเข้าสู่ DUT วิศวกรใช้เกณฑ์ที่พิจารณาทั้งรูปคลื่นการคายประจุและระดับพลังงานเพื่อประเมินว่าส่วนประกอบสามารถทนต่อผลกระทบจากความเครียดจาก ESD ได้หรือไม่ ความไวของการปล่อยไฟฟ้าสถิต (ESD) ของส่วนประกอบได้รับการประเมินโดยใช้การทดสอบการจัดการ การประกอบ และการใช้งาน (HBM) การทดสอบนี้วัดว่าส่วนประกอบอาจเสียหายได้เพียงใด

รุ่นเครื่อง (MM) การทดสอบ:
การเกิดไฟฟ้าสถิต (ESD) ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต เช่น การประกอบอัตโนมัติหรือการทดสอบ เป็นจุดสนใจหลักของการทดสอบรุ่นเครื่องจักร (MM) ตรงกันข้ามกับการทดสอบ HBM วิธีนี้ใช้ปืนพก ESD ที่มีความต้านทานต่ำกว่าและเวลาคายประจุที่เร็วกว่า การทดสอบ MM จะประเมินความทนทานของส่วนประกอบโดยการจำลองเหตุการณ์การคายประจุอย่างรวดเร็วที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากอุปกรณ์ที่ชาร์จแล้วหรือขั้นตอนอัตโนมัติ

การทดสอบโมเดลอุปกรณ์ที่ชาร์จ (CDM):
เหตุการณ์การคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบที่มีประจุสัมผัสกับสิ่งของที่ต่อสายดินนั้นจำลองขึ้นโดยใช้วิธีการทดสอบแบบอุปกรณ์ชาร์จ (CDM) ตรงกันข้ามกับการใช้ตัวต้านทานภายนอกในการทดสอบ HBM และ MM ปืน ESD ถูกปล่อยโดยตรงไปยังพินหรือสายนำของส่วนประกอบระหว่างการทดสอบ CDM เมื่อส่วนประกอบต่างๆ สัมผัสกับพื้นผิวที่นำไฟฟ้าได้ในระหว่างการผลิต การขนส่ง หรือการจัดการ วิธีการนี้จะประเมินว่าอุปกรณ์เหล่านี้มีความเสี่ยงต่อเหตุการณ์ ESD มากน้อยเพียงใด

ระดับการทดสอบและรูปคลื่น:
เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่า ปืน ESD การทดสอบขึ้นอยู่กับชุดมาตรฐานของระดับการทดสอบและรูปคลื่น ผลลัพธ์ของการทดสอบปืน ESD ที่แตกต่างกันอาจนำมาเปรียบเทียบกันได้อย่างน่าเชื่อถือ ปริมาณพลังงานและแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อาจใช้กับส่วนประกอบที่กำลังทดสอบแสดงไว้ด้านล่าง สามารถใช้ค่าเหล่านี้ได้เท่านั้น รูปคลื่นทดสอบซึ่งกำหนดรูปร่างและระยะเวลาของพัลส์ ESD แสดงถึงเหตุการณ์ ESD มากมายที่อาจเกิดขึ้น หากส่วนประกอบสอดคล้องกับระดับและรูปคลื่นเฉพาะ ก็อาจเป็นไปได้ที่จะบรรลุระดับที่จำเป็นของการป้องกัน ESD

การทดสอบก่อนปฏิบัติตามข้อกำหนด:
การทดสอบก่อนการปฏิบัติตามข้อกำหนด ซึ่งทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ช่วยให้วิศวกรมีความสามารถในการประเมินประสิทธิภาพของส่วนประกอบและระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ส่วนประกอบต้องผ่านการทดสอบ ESD ของแบตเตอรี่ ซึ่งบางการทดสอบเข้มงวดกว่ามาตรฐานที่กำหนดโดยอุตสาหกรรม การทดสอบก่อนปฏิบัติตามให้โอกาสในการประเมินประสิทธิภาพของมาตรการป้องกัน ESD ที่ใช้ในการออกแบบส่วนประกอบ นี่เป็นการเปิดประตูสำหรับการปรับปรุงซ้ำ ๆ เพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกัน ESD

การทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด:
เป้าหมายของการทดสอบการปฏิบัติตาม ESD คือเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบที่ผ่านการทดสอบรักษาระดับภูมิคุ้มกัน ESD ที่จำเป็นตามที่กำหนดโดยมาตรฐานที่บังคับใช้ เพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือและความเที่ยงธรรม การทดสอบเหล่านี้มักดำเนินการที่ห้องปฏิบัติการหรือสถานที่ทดสอบที่ได้รับการรับรอง ผู้ผลิตชิ้นส่วนอาจแสดงการปฏิบัติตาม ESD และกำหนดให้สินค้าของตนแตกต่างจากคู่แข่งโดยใช้ข้อมูลที่รวบรวมได้จากการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด

การทดสอบการตั้งค่าและอุปกรณ์:
จำเป็นต้องใช้ชุดทดสอบและอุปกรณ์ที่เหมาะสมเพื่อให้ผลการทดสอบปืนพก ESD แม่นยำและทำซ้ำได้ โต๊ะทำงาน อุปกรณ์ทดสอบ และระบบสายดินที่ทนทานต่อการปล่อยไฟฟ้าสถิต (ESD) มักพบในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่มีการควบคุม ปืนใหญ่ ESD เป็นองค์ประกอบสำคัญของขั้นตอนการประเมิน และต้องผ่านการสอบเทียบเป็นระยะเพื่อให้ผลลัพธ์มีความน่าเชื่อถือและแม่นยำ ออสซิลโลสโคปและโพรบวัดแรงดันไฟฟ้าเป็นสองตัวอย่างของเครื่องมือวัดเฉพาะที่ใช้ในกระบวนการวิเคราะห์รูปคลื่น ESD เช่นเดียวกับการตอบสนองของส่วนประกอบต่อรูปคลื่น ESD

ความท้าทายในการทดสอบ ESD และการบรรเทาผลกระทบ:
วิศวกรต้องเอาชนะอุปสรรคต่างๆ มากมายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้จากการทดสอบ ESD ปัญหาที่หลายคนเผชิญ ได้แก่

1. ความแปรปรวนของปืน ESD: รูปคลื่นการปลดปล่อย เวลาที่เพิ่มขึ้น และระดับแรงดันการปลดปล่อยจากปืน ESD อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผู้ผลิตหรือประเภท ความสม่ำเสมอและความสามารถในการทำซ้ำในผลการทดสอบขึ้นอยู่กับคุณภาพและความแม่นยำของปืน ESD
2. การรบกวนของสายดินและเสียงรบกวน: เพื่อลดผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในการทดสอบการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) การต่อสายดินและการควบคุมเสียงรบกวนเป็นสิ่งสำคัญ การใช้การเชื่อมต่ออิมพีแดนซ์ต่ำและจุดต่อลงดินเฉพาะเป็นตัวอย่างของวิธีการต่อลงดินที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยลดสัญญาณรบกวนและรับประกันการอ่านค่าที่แม่นยำ
3. ความไวของส่วนประกอบ: ผลกระทบที่ ESD มีต่อส่วนประกอบทางไฟฟ้าต่างๆ จะแตกต่างกันไป การเลือกระดับการทดสอบและรูปคลื่นที่เหมาะสมสำหรับการประเมินที่แม่นยำจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบ การจัดอันดับ ESD และข้อกำหนดการใช้งาน
4. ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับฟิกซ์เจอร์ทดสอบ: ความจุของกาฝากและความเหนี่ยวนำที่นำมาใช้โดยฟิกซ์เจอร์ทดสอบที่ใช้ติด ปืน ESD ส่วนประกอบอาจทำให้ผลการวิจัยคลาดเคลื่อน การลดผลกระทบเหล่านี้ให้เหลือน้อยที่สุดและการจัดเตรียมเงื่อนไขการทดสอบที่เสถียรนั้นจำเป็นต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังและการปรับฟิกซ์เจอร์ทดสอบให้เหมาะสม

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการทดสอบ ESD:
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) ที่วิศวกรควรปฏิบัติตาม:

การปฏิบัติตามมาตรฐาน: ผลการทดสอบที่สม่ำเสมอและแม่นยำอาจทำได้โดยปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้ เช่น IEC 61000-4-2 และ ANSI/ESD S20.20.

การพัฒนาแผนการทดสอบ: สร้างแผนการทดสอบโดยละเอียด รวมถึงระดับการทดสอบ รูปแบบคลื่น และวิธีการวัดที่ต้องการของการทดสอบ ESD LISUN ให้ปืน ESD ที่ดีที่สุด

การตั้งค่าการทดสอบซ้ำได้: สร้างสภาพแวดล้อมการทดสอบที่เสถียรโดยการต่อลงดิน หุ้มฉนวน และควบคุมเสียงรบกวนเพื่อให้มั่นใจถึงผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้

การสอบเทียบและการตรวจสอบความถูกต้อง: ความแม่นยำและความสม่ำเสมอของผลการทดสอบขึ้นอยู่กับการสอบเทียบและการตรวจสอบปืน ESD และอุปกรณ์การวัดอย่างสม่ำเสมอ

เอกสารประกอบและการรายงาน: บันทึกการทดสอบที่ดำเนินการ ผลลัพธ์ และข้อกังวลหรือข้อสังเกตใดๆ ที่เกิดขึ้น บันทึกนี้มีประโยชน์ในการตรวจสอบการปฏิบัติตามและแก้ไขปัญหา..

สรุป:
วิธีการโดยใช้ ปืน ESD มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวัดความต้านทาน ESD และการทำงานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรอาจพิจารณาว่าส่วนประกอบนั้นมีความยืดหยุ่นหรือไม่ มีจุดอ่อนอยู่ที่ใด และต้องการการป้องกัน ESD ประเภทใดโดยการเปิดเผยให้สัมผัสกับเหตุการณ์ ESD ที่ควบคุม สถานการณ์ ESD ในโลกแห่งความเป็นจริงต่างๆ อาจได้รับการทดสอบและประเมินโดยใช้วิธีการทดสอบ HBM, MM และ CDM

เพื่อรับประกันความสอดคล้องกับบรรทัดฐานและข้อบังคับ การทดสอบก่อนการปฏิบัติตามและการปฏิบัติตามจะถูกดำเนินการ วิศวกรอาจปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ ความน่าเชื่อถือ และความพึงพอใจของลูกค้าในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์โดยปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดและจัดการกับอุปสรรคในการทดสอบเพื่อให้ได้ผลการทดสอบ ESD ที่แม่นยำและเชื่อถือได้

Lisun Instruments Limited ถูกค้นพบโดย LISUN GROUP ใน 2003 LISUN ระบบคุณภาพได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO9001:2015 อย่างเคร่งครัด ในฐานะสมาชิก CIE LISUN ผลิตภัณฑ์ได้รับการออกแบบตาม CIE, IEC และมาตรฐานสากลหรือระดับชาติอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดผ่านใบรับรอง CE และรับรองความถูกต้องโดยห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม

ผลิตภัณฑ์หลักของเราคือ โกนิโอโฟโตมิเตอร์, การบูรณาการ Sphere, สเปกโตรเรดิโอมิเตอร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก, ปืนจำลอง ESD, รับ EMI, อุปกรณ์ทดสอบ EMC, เครื่องทดสอบความปลอดภัยทางไฟฟ้า, หอการค้าสิ่งแวดล้อม, หอการค้าอุณหภูมิ, ห้องสภาพภูมิอากาศ, ห้องเก็บความร้อน, การทดสอบสเปรย์เกลือ, ห้องทดสอบฝุ่น, ทดสอบการกันน้ำ, การทดสอบ RoHS (EDXRF), การทดสอบลวดเรืองแสง และ  เข็มทดสอบเปลวไฟ.

โปรดติดต่อเราหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ
เทคโนโลยี Dep: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
ฝ่ายขาย: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:ESD61000-2