浙江省電子信息產(chǎn)品檢驗所 劉 歡 方夏冰

1 靜電放電抗擾度標準變更分析及探究

1.1 靜電放電試驗實施方法

靜電放電試驗主要有接觸放電與空氣放電兩種，其中版本不同對不同放電試驗方法的要求不同，在實施空氣放電試驗時需要根據(jù)試驗等級來完成試驗任務，產(chǎn)品委員會定性規(guī)定的試驗等級除外[1]。此外，在進行靜電放電試驗過程中，需要注意以下幾個方面：（1）在試驗前需要對單次靜電放電進行模擬，在對不同靜電放電施加脈沖前，應對設備中的電荷進行徹底消除；（2）靜電放電時施加脈沖前，需要對脈沖的金屬點中的電荷進行徹底消除，比如金屬天線、連接器外殼以及電池充電插腳等；（3）在對金屬部分實施靜電放電試驗時，點與點之間的電阻效應無法得到保障，所以應當對靜電放電點中的電荷進行消除。

空氣放電過程中會出現(xiàn)施加速度問題，放電電極的圓形放電頭在不損傷機械的情況下，應盡可能快地接近并觸及受試設備，并且每次放電后，需要把靜電放電發(fā)生器從設備中移除，再重新安裝，以此重復放電，直至放電完畢為止，另外在此放電過程中，放電開關應當有效閉合。

1.2 新增試驗配置驗證和靜電放電發(fā)生器規(guī)范的原理

試驗配置的有效驗證一般是對靜電放電試驗有效性的確認，由于發(fā)生器波形參數(shù)不變，極易出現(xiàn)失效情況的發(fā)生，主要是由發(fā)生器電壓沒有傳輸?shù)轿?，直至傳輸失效。此外，在實施靜電放電時，會出現(xiàn)無法放電情況的發(fā)生，主要是因放電路徑中導線或者電阻受到損壞。

1.3 新增附錄D：人體金屬放電和靜電放電發(fā)生器產(chǎn) 生的輻射場

人體-金屬靜電放電的瞬態(tài)場是靜電放電過程的重要部分。理想的靜電放電發(fā)生器，應能夠以一定量化方式重現(xiàn)瞬態(tài)場。人體金屬靜電放電瞬態(tài)場被測量到在5kV電荷電壓下的上升時間為850ps。一個理想的靜電放電發(fā)生器應能在5 kV接觸模式試驗下重現(xiàn)瞬態(tài)場。為了獲取數(shù)據(jù)，寬帶場探頭應放置在垂直參考平面上距離放電點0.1m處[2]。

2 靜電放電試驗結果的變化和策略

2.1 第一次試驗是在預期的試驗等級對試驗點進行規(guī)定數(shù)量的放電

若第一組放電沒有發(fā)生異常放電情況，這就表明受試樣品在靜電放電試驗過程中通過了規(guī)定數(shù)量的放電。如果第一組靜電放電出現(xiàn)了異常放電情況，這就需要找出異常原因并根據(jù)相關放電步驟進行問題的解決，表明該組靜電放電超過了一次異常放電情況，受試樣品無法通過靜電放電試驗。

2.2 第二次試驗是在預期的試驗等級下，對試驗點上施加新一組加倍次數(shù)的放電

若第二組靜電放電發(fā)生了異常放電情況，表明受試樣品通過了試驗等級試驗，并且在相關點上通過了靜電放電試驗。若第二組的靜電放電出現(xiàn)了一次異常放電情況，需要找出異常原因并根據(jù)相關放電步驟進行問題的解決，以保證受試樣品通過放電試驗，否則無法實施靜電放電試驗。

2.3 第三次試驗是在該試驗點上施加一組新的放電

若第三組在實施靜電放電過程中，沒有發(fā)生異常放電情況，表明受試樣品在靜電放電試驗中通過了規(guī)定數(shù)量的放電，若在靜電放電過程中，出現(xiàn)了多次異常放電情況，表明受試樣品無法通過靜電放電試驗[3]。

3 靜電放電試驗重復性問題探究

靜電放電試驗過程中有較多重復性問題，其中空氣靜電放電是靜電測試中最好的測試方法，主要是因能夠對實際靜電放電進行真實的模擬，在模擬過程中具有一定的過程[4]。但是，因空氣放電方法與外部火花通道形成過程有較大聯(lián)系，比如環(huán)境濕度、溫度以及電極接近速度等，會極大影響放電過程的變化，并且在此基礎上有較差的重復性，所以隨著科技技術的不斷發(fā)展與革新，90年代專業(yè)研發(fā)人員研發(fā)了接觸式放電方法，能夠在較大程度上有效取代空氣式放電技術。但是，空氣式放電在工作中發(fā)生率最高，在應用的過程中使運行設備極易造成故障，這在較大程度上是使設備產(chǎn)生故障的主要原因。

3.1 影響靜電放電試驗重復性的因素

靜電放電中的重復性受到多種因素的影響，標準對于較多參數(shù)都有了明確的規(guī)定，比如發(fā)生器規(guī)格以及環(huán)境參數(shù)等，雖然如此，但還有一些因素直接影響靜電放電重復性，比如發(fā)生器本體的輻射場、靜電放電發(fā)生器開關的動作以及耦合板大小等。

3.2 靜電放電測量不確定度的考慮

靜電放電試驗具有一定的重復性，此種重復性會直接影響到試驗結果，多與實驗結果中的一些因素有關，此種影響因素會對試驗結果造成一定的誤差情況，因此在此基礎上需要將影響量進行分組，主要分為系統(tǒng)效應以及隨機效應[5]。此外，實際干擾量與定義干擾量值在一定程度上具有較高的一致性，并且由不同的測量來決定，比如帶衰減器的示波器測的上升時間，由于不同測量結果是測量量值的近似值，致使測量產(chǎn)生不確定因素，導致測量值不能代替真實值。靜電放電校準和測試的不確定在較大程度上需要通過特定的方式進行處理，若用和輻射進行測量無法達到校準與測試的目的，主要是因靜電放電試驗無法得到有效的數(shù)值，只是給出通過或者失效的結果。另外，設備在進行靜電放電試驗過程中，多個參數(shù)特性化的騷擾量特性施加于受試樣品，在對受試樣品進行觀察或者監(jiān)視過程中，受試樣品中有不同觀測信號，與此同時與商定的判據(jù)進行對比，以此得出通過或者失敗的試驗結果。

3.3 提高靜電放電測量重復性的方案

靜電放電具有一定的標準，在此標準中明確規(guī)定了較多試驗參數(shù)值，但是在靜電放電過程中沒有對接近速度進行指標的量化，這在一定程度上對放電會產(chǎn)生一定的干擾，若在一定因素情況下，比如電壓以及濕度，那么放電電極接近速度會對空氣式ESD重復性造成一定的影響[6]。這就需要對空氣放電接近速度與力度采取有效的解決措施，一般情況下主要有以下兩種：（1）采用導軌帶動電極運動結構和步進電機裝置方法，能夠有效控制放電電極“接近速度”；（2）根據(jù)“勢能—動能”之間的轉換原理，并采用單擺結構，通過一種簡單的方式對“接近速度”進行準確、有效的控制。另外，這兩種不同的方法有各自的優(yōu)缺點，其中方法一是采用導軌式設計方案，此種方案設計較為復雜，并且撞擊制動設計比較困難；方法二中設計較為簡單，但是對不規(guī)則受試樣品不適用[7]。

4 結語

綜上所述，通過對靜電放電試驗過程中的誤差情況，提出了試驗重復性提升的有效解決方法，最大程度上降低因誤差導致的試驗偏差，能夠有效提升試驗的準確性。由于靜電放電過程會造成電子設備自身危害，為此應對靜電放電現(xiàn)象進行詳細探究，并對相關測試標準進行詳細制定，同時增加試驗的可重復性，這對此種現(xiàn)象產(chǎn)生的機理進行研究，尋求有效的解決方法。