智能手机的ESD测试
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由于ESD故障會造成手機工作異常,死機,甚至損壞并引發其他的安全問題,所以工信部強行要求手機產品在上市銷售前的入網測試中,必須進行ESD及其他浪涌電流測試。
ESD標準文件
我國現用的靜電放電抗擾度試驗標準GB/T17626.2 等同于1995年的IEC 61000-4-2標準,自1999年12月1日實施以來,多次修改和完善。在IEC 61000-4-2標準中,規定了具體的測試模型,測試環境,測試設備,測試平臺及判定標準。
另外比較常見的還有JESD22-A114-B(美國電子工業聯合會標準,人體模型條件下電子元件的靜電放電敏感度試驗),以及ESDSTM5.1:美國靜電放電協會標準,人體模型條件下電子元件的靜電放電敏感度試驗)。
測試模型與環境
對于手機ESD測試而言,以人體模型(HBM)為主。人體上的靜電電壓通常會達到8-10kV,在干燥環境,化纖衣服時,甚至高達12-15 kV。
人體放電模型有兩種:接觸放電(Contact Discharge,ESD模擬器的電極與手機保持接觸,模擬器內部的放電開關激勵放電)與空氣放電(Air Discharge,ESD模擬器的放電電極靠近手機,由模擬器靜電擊穿空氣,產生放電電流)。表1為標準中規定的人體放電等級表。
IEC 61000-4-2標準,為了盡可能使環境參數對試驗結果產生影響,規定:
環境溫度:15~35℃
相對濕度:30%~60%
大氣壓力:86~106kPa
測試儀器
ESD測試需要儀器如下
1. 靜電放電發生器
靜電放電發生器的主要規范如下:
儲能電容:150pF±10%
放電電阻:330Ω±10%
充電電阻:50MΩ~100MΩ
輸出電壓:接觸放電 8kV(標稱值)
空氣放電 15kV(標稱值)
輸出電壓示值的容許偏差:±5%
靜電放電發生器主要由直流電壓發生器、充電電容、充電電阻、放電電阻、放電開關和放電頭組成。直流高壓源對150pF電容充電,電容向放電回路端瞬間充電,從而模擬靜電放電過程。其等效電路圖如圖1所示
圖1. 靜電放電發生器等效電路圖
2.標準規定的測試臺
IEC 61000-4-2標準對試驗臺的配置有一定要求,架構圖如圖2所示
圖2. 測試臺架構圖
標準中對試驗臺的具體配置要求如下:
1.一張放置在接地參考平面上的0.8m高的木桌
2.平放在桌面上的水平耦合板(HCP),面積為1.6m*0.8m
3.豎放在桌面上的垂直耦合板(VCP),面積為0.5m*0.5m
4.一個0.5 mm厚絕緣墊,將手機電纜與HCP隔離;接地參考平面應選擇厚度不小于0.25mm的銅或鋁合金薄板,其他參考平面的面積不得小于1㎡,且每邊至少應伸出ECU或耦合板之外0.5m,并將它與電力系統大地相連
5.耦合板:應采用和接地參考平面相同的金屬和厚度,而且經過每段分別設置470kΩ的電阻與接地參考平面相連
ESD測試步驟
手機的ESD測試步驟如下:
1.調整手機的工作模式:待機模式或者通話模式
2.選擇靜電槍的放電模式:接觸放電和空氣放電
3.放電頻率:每點至少打10次,每次放電間隔時間為1s,每次放電后接地導走殘留電荷
結果判定
1.空氣放電
±5kV,±8 kV:待測手機無異常,功能正常則判定Pass,否則判定Fail
±15kV :非永久性故障判定為Pass,否則判定Fail
2.接觸放電
±3kV,±4 kV:待測手機無異常,功能正常則判定Pass,否則判定Fail
±8kV :非永久性故障判定為Pass,否則判定Fail
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靜電測試耦合板接兩個470K電阻作用是什么
在靜電放電實驗中,靜電放電測試環境中,有兩塊耦合板上各要接一條帶
2個470K電阻的接地線。經常有客戶
問到,為什么要接2個470Kr電阻呢?不用一個電阻,而是采用兩個,有什么特殊含義嗎?
根據標準,靜電放電時都要進行接觸放電中的間接放電試驗,具體是測試桌上鋪一水平耦合板,邊上同時立一
垂直耦合板,然后用靜電槍對水平和垂直耦合板進行放電,看設備有無受到影響。這一測試是主要模擬人體對受
試設備邊上其它物體放電(簡單點如手拿鑰匙),間接測試受試設備有無受到影響。
按照標準,水平耦合板和垂直耦合板都是通過2個470K的電阻接地,而且2個電阻分布在接地線兩端,這下問題
來了:
1. 這兩個電阻什么作用?
2.為什么用2個470K電阻?
3. 這兩個電阻為什么在接地線兩端?
第一個問題或許大家知道,因為對水平耦合板和垂直耦合板放電是通過瞬態的電磁場和靜電場影響設備,所以這
兩個電阻就是為防止靜電荷沿地線快速泄放,靜電場也就產生不了了;另外高阻抗容易積累電荷,最終電荷也是
積累到這些電阻釋放掉了。
第二個問題是因為人體對地電阻大約
1M,兩個470K電阻正好差不多;
第三個問題是將2個電阻放兩端,因為阻抗不匹配,因此靜電荷產生的電流會在兩個電阻間來回反射直至消失,
減少了流到地上的電流。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的智能手机的ESD测试的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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