Tecniche di test delle pistole ESD per la valutazione dei componenti elettronici

Introduzione
Le scariche elettrostatiche (ESD) rappresentano una grave minaccia per l'elettronica, poiché possono causare malfunzionamenti, minore affidabilità e maggiori costi di garanzia. I componenti elettronici devono essere sottoposti a test rigorosi con uno strumento specializzato come Pistola ESD per garantire la loro resilienza contro gli incidenti ESD.

In questo articolo vengono discussi diversi metodi per misurare la resistenza dei componenti elettronici all'ESD e le loro prestazioni complessive. La comprensione di questi metodi consente agli ingegneri di creare dati affidabili Protezione ESD soluzioni e scegliere componenti conformi alle normative.

Panoramica sui test delle pistole ESD:
Testare un cannone a scarica elettrostatica comporta il posizionamento di componenti elettronici attraverso eventi ESD simulati mentre l'ambiente viene attentamente monitorato e regolato. Lo scopo di questi test è stabilire quanto bene i componenti possano far fronte allo stress ESD pur funzionando come previsto nonostante le condizioni di test. IEC 61000-4-2 e ANSI/ESD S20.20 sono due esempi di standard di settore che vengono spesso seguiti durante i test per garantire risultati coerenti e affidabili. IEC 61000-4-2 è anche un esempio di standard sviluppato dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale.

Test del modello del corpo umano (HBM):
Quando si eseguono esperimenti sulle scariche elettrostatiche (ESD), viene utilizzato l'approccio Human-Body Model (HBM) per simulare il contatto umano. La scarica dal cannone ESD passa attraverso un resistore con un valore preimpostato e quindi nel DUT. Gli ingegneri utilizzano criteri che tengono conto sia della forma d'onda di scarica che dei livelli di energia per valutare se un componente è in grado di resistere o meno agli effetti dello stress ESD. La sensibilità alle scariche elettrostatiche (ESD) di un componente viene valutata utilizzando il test di manipolazione, assemblaggio e utilizzo (HBM). Questo test misura la facilità con cui il componente può essere danneggiato.

Test del modello di macchina (MM):
Le scariche elettrostatiche (ESD) che si verificano durante i processi di produzione come l'assemblaggio o il collaudo automatizzati sono l'obiettivo principale dei test del modello di macchina (MM). Contrariamente ai test HBM, questo metodo utilizza una pistola ESD con una resistenza inferiore e un tempo di scarica più rapido. I test MM valutano la durata del componente simulando eventi di scarica rapida che possono verificarsi a causa di apparecchiature cariche o procedure automatizzate.

Test del modello di dispositivo caricato (CDM):
Gli eventi di scarica elettrostatica (ESD) che possono verificarsi quando un componente carico entra in contatto con un oggetto messo a terra vengono simulati utilizzando il metodo di test CDM (Charged-Device Model). Contrariamente all'uso di un resistore esterno nei test HBM e MM, il Pistola ESD viene scaricato direttamente nei pin o nei cavi del componente durante il test CDM. Quando i componenti possono entrare in contatto con superfici conduttive durante la produzione, la spedizione o la movimentazione, questo approccio valuta quanto siano vulnerabili agli incidenti ESD.

Livelli di test e forme d'onda:
A causa del fatto che un Pistola ESD test si basa su una serie standard di livelli di test e forme d'onda, i risultati di diversi test con pistole ESD possono essere confrontati in modo affidabile tra loro. Di seguito sono elencate le quantità massime di energia e tensione che possono essere applicate al componente in prova. Possono essere utilizzati solo questi valori. Le forme d'onda del test, che definiscono la forma e la durata dell'impulso ESD, descrivono i numerosi eventi ESD che possono verificarsi. Se un componente è conforme a particolari livelli e forme d'onda, potrebbe essere possibile raggiungere il grado richiesto di immunità ESD.

Test pre-conformità:
I test di pre-conformità, che fungono da prerequisito per i test di conformità più rigorosi, offrono agli ingegneri la possibilità di valutare le prestazioni dei componenti e identificare potenziali aree problematiche. Richiede di sottoporre i componenti a una serie di test ESD, alcuni dei quali sono più severi rispetto agli standard fissati dal settore. I test di pre-conformità offrono l'opportunità di valutare l'efficacia delle misure di protezione ESD utilizzate nella progettazione dei componenti. Questo apre la porta a miglioramenti iterativi da apportare per aumentare l'immunità ESD.

Test di conformità:
L'obiettivo dei test di conformità ESD è garantire che il componente testato mantenga i livelli di immunità ESD richiesti come definito dagli standard applicabili. per garantire affidabilità e obiettività, questi test vengono spesso eseguiti presso laboratori o centri di prova accreditati. I produttori di componenti possono dimostrare la conformità ESD e distinguere i loro prodotti dalla concorrenza utilizzando i dati raccolti attraverso i test di conformità.

Configurazioni e apparecchiature di prova:
Affinché i risultati dei test di una pistola ESD siano accurati e ripetibili, è necessario l'utilizzo di set e attrezzature di prova appropriati. Banchi da lavoro, dispositivi di prova e sistemi di messa a terra resistenti alle scariche elettrostatiche (ESD) sono spesso visti in ambienti di prova controllati. Il cannone ESD è un componente essenziale della procedura di valutazione e deve essere sottoposto a calibrazione periodica per fornire risultati affidabili e accurati. Gli oscilloscopi e le sonde di tensione sono due esempi degli strumenti di misura specializzati utilizzati nel processo di analisi delle forme d'onda ESD e della risposta del componente alle forme d'onda ESD.

Sfide e mitigazione dei test ESD:
Gli ingegneri devono superare una serie di ostacoli per ottenere risultati affidabili dai test ESD. I problemi che molte persone devono affrontare includono:

1. Variabilità della pistola ESD: la forma d'onda di scarica, il tempo di salita e i livelli di tensione di scarica delle pistole ESD possono variare a seconda del produttore o del tipo. La coerenza e la riproducibilità dei risultati dei test dipendono dalla qualità e dalla precisione della pistola ESD.
2. Messa a terra e interferenze da rumore: per ridurre l'impatto dei fattori ambientali sui test di scariche elettrostatiche (ESD), sono essenziali una messa a terra e un controllo del rumore adeguati. L'uso di connessioni a bassa impedenza e punti di messa a terra specializzati sono esempi di efficaci approcci di messa a terra che riducono le interferenze e garantiscono letture precise.
3. Sensibilità dei componenti: l'effetto che un ESD ha su vari componenti elettrici varia. La selezione di livelli di test e forme d'onda adeguati per una valutazione accurata richiede un'attenta considerazione delle specifiche della scheda tecnica del componente, delle classificazioni ESD e dei requisiti dell'applicazione.
4. Considerazioni sull'apparecchiatura di prova: capacità parassita e induttanza introdotte dall'apparecchiatura di prova utilizzata per collegare il Pistola ESD al componente potrebbe distorcere i risultati. Ridurre al minimo questi impatti e fornire condizioni di prova stabili richiede un'attenta progettazione e ottimizzazione dell'attrezzatura di prova.

Best practice per i test ESD:
Migliori pratiche per i test sulle scariche elettrostatiche (ESD) a cui gli ingegneri devono attenersi:

Conformità agli standard: risultati dei test coerenti e accurati possono essere ottenuti seguendo standard di settore consolidati come IEC 61000-4-2 e ANSI/ESD S20.20.

Sviluppo del piano di test: creazione di un piano di test dettagliato che includa i livelli di test, le forme d'onda e i metodi di misurazione previsti per il test ESD. LISUN fornisce le migliori pistole ESD.

Configurazione del test ripetibile: crea un ambiente di test stabile mettendo a terra, isolando e controllando il rumore per garantire risultati affidabili.

Calibrazione e verifica: l'accuratezza e la coerenza dei risultati dei test si basano sulla regolare calibrazione e verifica della pistola ESD e delle apparecchiature di misurazione.

Documentazione e rapporti: annotare i test eseguiti, i risultati e qualsiasi preoccupazione o osservazione fatta. Questo registro è utile per verificare la conformità e risolvere i problemi.

Conclusione:
Metodi che utilizzano un Pistola ESD sono cruciali per misurare la resistenza ESD e la funzionalità dei componenti elettronici. Gli ingegneri possono determinare se un componente è resiliente, dove risiedono i punti deboli e di quale tipo di protezione ESD ha bisogno esponendolo a eventi ESD controllati. Varie situazioni ESD del mondo reale possono essere testate e valutate con l'uso dei metodi di prova HBM, MM e CDM.

Per garantire la conformità a norme e regolamenti, vengono condotti test di pre-conformità e conformità. Gli ingegneri possono migliorare la qualità del prodotto, l'affidabilità e la soddisfazione del cliente nel settore dei componenti elettronici aderendo alle migliori pratiche e affrontando gli ostacoli ai test per produrre risultati dei test ESD accurati e affidabili.

Lisun Instruments Limited è stata trovata da LISUN GROUP in 2003. LISUN sistema di qualità è stato rigorosamente certificato da ISO9001:2015. Come Socio CIE, LISUN i prodotti sono progettati sulla base di CIE, IEC e altri standard internazionali o nazionali. Tutti i prodotti hanno superato il certificato CE e sono stati autenticati dal laboratorio di terze parti.

I nostri prodotti principali sono Goniofotometro, Sfera Integrativa, Spettroradiometro, Generatore di sovratensioni, Pistole simulatore ESD, Ricevitore EMI, Apparecchiatura di collaudo EMC, Tester di sicurezza elettrica, Camera ambientale, Camera Temperatura, Camera climatica, Camera Termale, Test di nebbia salina, Camera di prova della polvere, Test impermeabile, Prova RoHS (EDXRF), Test del filo incandescente ed Test della fiamma dell'ago.

Non esitate a contattarci se avete bisogno di supporto.
Dipartimento tecnico: Service@Lisungroup.com, Cella / WhatsApp: +8615317907381
Dipartimento vendite: Sales@Lisungroup.com, Cella / WhatsApp: +8618117273997

tag:ESD61000-2