Introdução
A descarga eletrostática (ESD) é uma grande ameaça para a eletrônica, pois pode causar mau funcionamento, menor confiabilidade e maiores custos de garantia. Os componentes eletrônicos devem passar por testes rigorosos com um instrumento especializado como arma ESD para garantir sua resiliência contra incidentes ESD.
Vários métodos para medir a resistência de componentes eletrônicos a ESD e seu desempenho geral são discutidos neste artigo. A percepção desses métodos permite que os engenheiros criem Proteção ESD soluções e escolha componentes que estejam em conformidade com os regulamentos.
Visão geral do teste de armas ESD:
Testar um canhão de descarga eletrostática envolve colocar componentes eletrônicos em eventos simulados de ESD enquanto o ambiente é cuidadosamente monitorado e regulado. O objetivo desses testes é estabelecer quão bem os componentes podem lidar com o estresse ESD enquanto ainda funcionam conforme previsto, apesar das condições de teste. IEC 61000-4-2 e ANSI/ESD S20.20 são dois exemplos de padrões da indústria que são frequentemente seguidos durante os testes para garantir resultados consistentes e confiáveis. IEC 61000-4-2 também é um exemplo de padrão desenvolvido pela Comissão Eletrotécnica Internacional.
Teste de modelo de corpo humano (HBM):
Ao realizar experimentos sobre descarga eletrostática (ESD), a abordagem do modelo de corpo humano (HBM) é usada para simular o contato humano. A descarga do canhão ESD passa por um resistor com um valor predefinido e depois para o DUT. Os engenheiros empregam critérios que levam em consideração a forma de onda de descarga e os níveis de energia para avaliar se um componente é ou não capaz de suportar os efeitos do estresse ESD. A sensibilidade à descarga eletrostática (ESD) de um componente é avaliada usando o teste de manuseio, montagem e uso (HBM). Este teste mede a rapidez com que o componente pode ser danificado.
Teste de modelo de máquina (MM):
As ocorrências de descarga eletrostática (ESD) que ocorrem durante os processos de fabricação, como montagem ou teste automatizado, são o foco principal do teste de Modelo de Máquina (MM). Em contraste com o teste HBM, este método utiliza uma pistola ESD com menor resistência e tempo de descarga mais rápido. O teste MM avalia a durabilidade do componente simulando eventos de descarga rápida que podem ocorrer devido a equipamentos carregados ou procedimentos automatizados.
Teste de modelo de dispositivo carregado (CDM):
Os eventos de descarga eletrostática (ESD) que podem ocorrer quando um componente carregado entra em contato com um item aterrado são simulados usando o método de teste Charged-Device Model (CDM). Em contraste com o uso de um resistor externo em testes HBM e MM, o arma ESD é descarregado diretamente nos pinos ou condutores do componente durante o teste de CDM. Quando os componentes podem entrar em contato com superfícies condutoras durante a produção, transporte ou manuseio, essa abordagem avalia o quão vulneráveis eles são a incidentes de ESD.
Níveis de teste e formas de onda:
Pelo fato de um arma ESD teste é baseado em um conjunto padrão de níveis de teste e formas de onda, os resultados de diferentes testes de armas ESD podem ser comparados de maneira confiável entre si. As quantidades máximas de energia e tensão que podem ser aplicadas ao componente que está sendo testado estão listadas abaixo. Somente esses valores podem ser usados. As formas de onda de teste, que definem a forma e a duração do pulso ESD, descrevem os muitos eventos ESD que podem ocorrer. Se um componente estiver em conformidade com determinados níveis e formas de onda, pode ser possível atingir o grau necessário de imunidade ESD.
Teste de pré-conformidade:
Os testes de pré-conformidade, que servem como pré-requisito para os testes de conformidade mais rigorosos, fornecem aos engenheiros a capacidade de avaliar o desempenho do componente e identificar possíveis áreas problemáticas. Requer submeter os componentes a uma bateria de testes ESD, alguns dos quais são mais rigorosos do que os padrões estabelecidos pela indústria. O teste de pré-conformidade oferece uma oportunidade para avaliar a eficácia das medidas de proteção ESD usadas no projeto do componente. Isso abre a porta para melhorias iterativas a serem feitas para aumentar a imunidade ESD.
Teste de conformidade:
O objetivo do teste de conformidade ESD é garantir que o componente testado mantenha os níveis de imunidade ESD necessários, conforme definido pelos padrões aplicáveis. Para garantir confiabilidade e objetividade, esses testes são frequentemente realizados em laboratórios ou instalações de teste credenciados. Os fabricantes de componentes podem mostrar conformidade com ESD e diferenciar seus produtos da concorrência usando os dados obtidos por meio de testes de conformidade.
Configurações e equipamentos de teste:
A utilização de conjuntos e equipamentos de teste apropriados é necessária para que os resultados do teste de uma arma ESD sejam precisos e repetíveis. Bancadas de trabalho, acessórios de teste e sistemas de aterramento que são resistentes a descarga eletrostática (ESD) são frequentemente vistos em ambientes de teste controlados. O canhão ESD é um componente essencial do procedimento de avaliação e deve passar por calibração periódica para fornecer resultados confiáveis e precisos. Osciloscópios e pontas de prova de tensão são dois exemplos de instrumentos de medição especializados usados no processo de análise das formas de onda ESD, bem como da resposta do componente às formas de onda ESD.
Desafios e mitigação do teste de ESD:
Os engenheiros devem superar uma série de obstáculos para obter resultados confiáveis dos testes de ESD. Os problemas que muitas pessoas enfrentam incluem:
Melhores práticas de teste de ESD:
As melhores práticas para testes de descarga eletrostática (ESD) que os engenheiros devem seguir:
Conformidade com padrões: Resultados de testes consistentes e precisos podem ser alcançados seguindo padrões industriais estabelecidos, como IEC 61000-4-2 e ANSI/ESD S20.20.
Desenvolvimento do Plano de Teste: Crie um plano de teste detalhado, incluindo os níveis de teste pretendidos do teste ESD, formas de onda e métodos de medição. LISUN fornece as melhores armas ESD.
Configuração de teste repetível: crie um ambiente de teste estável aterrando, isolando e controlando o ruído para garantir resultados confiáveis.
Calibração e verificação: A precisão e a consistência dos resultados do teste dependem da calibração e verificação regulares da pistola ESD e do equipamento de medição.
Documentação e relatórios: Anote os testes realizados, os resultados e quaisquer preocupações ou observações feitas. Este registro é útil para verificar a conformidade e resolver problemas.
Conclusão:
Métodos usando um arma ESD são cruciais para medir a resistência ESD e a funcionalidade dos componentes eletrônicos. Os engenheiros podem determinar se um componente é resiliente, onde estão os pontos fracos e que tipo de proteção ESD ele precisa, expondo-o a eventos ESD controlados. Várias situações de ESD do mundo real podem ser testadas e avaliadas com o uso de métodos de teste HBM, MM e CDM.
Para garantir a conformidade com as normas e regulamentos, são realizados testes de pré-conformidade e conformidade. Os engenheiros podem melhorar a qualidade do produto, confiabilidade e satisfação do cliente na indústria de componentes eletrônicos, aderindo às melhores práticas e enfrentando obstáculos de teste para produzir resultados de teste ESD precisos e confiáveis.
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