一、概述

前文介紹了HBM、MM、CDM等面向半導(dǎo)體器件的ESD測(cè)試模型標(biāo)準(zhǔn)和敏感度分級(jí)，這些ESD模型標(biāo)準(zhǔn)用于評(píng)測(cè)半導(dǎo)體器件的ESD防護(hù)能力。產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行方案的器件選型時(shí)應(yīng)給予特別關(guān)注。同時(shí)也意味著，半導(dǎo)體器件在封裝、測(cè)試、轉(zhuǎn)運(yùn)、焊接等生產(chǎn)制造的全部過程中都需要控制ESD環(huán)境（包括人體、設(shè)備、材料等）電壓不超過器件的ESD耐受閾值。

不幸的是，這些標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常被誤解，有時(shí)會(huì)和面向“整機(jī)產(chǎn)品/設(shè)備”的ESD試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-26（國(guó)標(biāo)GB-T17626.2等同于此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）混淆，甚至被互換使用。實(shí)際上，制定這兩類不同的標(biāo)準(zhǔn)用于不同的目的。IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)則是針對(duì)電子產(chǎn)品的整機(jī)系統(tǒng)級(jí)（裝置、設(shè)備、系統(tǒng)、子系統(tǒng)）的ESD試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以模擬評(píng)估電氣電子產(chǎn)品在真實(shí)世界的ESD應(yīng)力環(huán)境條件下對(duì)ESD的抗干擾（EMS）能力，它是評(píng)測(cè)電氣電子產(chǎn)品電磁兼容性（EMC）的一個(gè)重要組成部分。

二、IEC61000-4-2介紹

2.1 標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

IEC61000-4-2由國(guó)際電工委員會(huì)（The International Electrotechnical Commission - IEC）制定，其標(biāo)準(zhǔn)文本的名稱為：”Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge imminity test“，即“電磁兼容性-第4-2部分：試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)-靜電放電抗擾度試驗(yàn)“。

IEC61000-4-2的不同版本內(nèi)容略有修改和差異，本文主要參考IEC61000-4-2 Edition 2.0 -2008.12 發(fā)布的版本進(jìn)行說明。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電氣電子設(shè)備（equipment）遭受來(lái)自操作人員或物體直接接觸產(chǎn)生放電（直接放電）時(shí)、以及人或物體對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的鄰近物體放電（間接放電）時(shí)的抗擾度要求和試驗(yàn)方法，還包括了不同環(huán)境和安裝條件下試驗(yàn)等級(jí)的范圍和試驗(yàn)程序。 該標(biāo)準(zhǔn)的通用性和可重現(xiàn)性（reproducible）使人們可以量化評(píng)估電氣電子設(shè)備、即受試設(shè)備（EUT - equipment under test）在遭受靜電放電時(shí)的抗干擾性能。

該試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中有幾個(gè)關(guān)于放電方式的重要術(shù)語(yǔ)：

（1） 直接放電 direct application

-- 直接對(duì)受試設(shè)備實(shí)施放電，即通過傳導(dǎo)直接耦合方式實(shí)施干擾。

（2） 間接放電 indirect application

-- 對(duì)受試設(shè)備附近的耦合板實(shí)施放電，以模擬人體對(duì)受試設(shè)備附近的物體的放電，即透過空間輻射耦合方式實(shí)施干擾。耦合板（coupling plane）就是一塊金屬板。HCP：水平耦合板；VCP：垂直耦合板。

（3） 接觸放電方法 contact discharge method

-- 試驗(yàn)發(fā)生器的電極保持與受試設(shè)備的接觸并由發(fā)生器內(nèi)的放電開關(guān)激勵(lì)放電的一種試驗(yàn)方法。 屬于直接放電方式。

（4） 空氣放電方法 air discharge method

-- 將試驗(yàn)發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備并產(chǎn)生電火花對(duì)受試設(shè)備激勵(lì)放電的一種試驗(yàn)方法。屬于間接放電方式。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗(yàn)方法，空氣放電則用于不能使用接觸放電的場(chǎng)合（如表面涂有絕緣層、計(jì)算機(jī)鍵盤縫隙等情況）。對(duì)于有金屬外殼或?qū)ν饨涌诘拇蟛糠之a(chǎn)品或設(shè)備，目前這兩種試驗(yàn)方法通常都被用戶要求進(jìn)行。兩種試驗(yàn)方法的電壓等級(jí)分別如下表1所示。

 

2.2 試驗(yàn)配置

整個(gè)試驗(yàn)配置由試驗(yàn)發(fā)生器、受試設(shè)備和所需的輔助儀器組成。受試設(shè)備應(yīng)根據(jù)制造廠家的安裝說明書（如果有的話）進(jìn)行布置。設(shè)備的靜電抗擾度試驗(yàn)通常在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，設(shè)備安裝后的試驗(yàn)只供有選擇地進(jìn)行，不強(qiáng)制實(shí)施，只在經(jīng)制造商和用戶雙方協(xié)商同意時(shí)才進(jìn)行。

2.2.1 試驗(yàn)發(fā)生器

“試驗(yàn)發(fā)生器”又稱“靜電放電發(fā)生器”。原理簡(jiǎn)圖如圖1。

 

靜電放電發(fā)生器應(yīng)滿足以下規(guī)格要求：

（1）接觸放電輸出電壓 至少1kV~8kV(標(biāo)稱值)

（2）空氣放電輸出電壓 至少1kV~15kV(標(biāo)稱值)

（3）輸出電壓允許偏差 ±5%

（4）保持時(shí)間 至少5s (放電前，由于電荷泄露使試驗(yàn)電壓下降不超過10%的維持時(shí)間)

（5）輸出電壓極性 正極性和負(fù)極性（可切換）

（6）放電操作方式 單次放電（連續(xù)放電之間的間隔時(shí)間不少于1s）

儲(chǔ)能電容器、放電電阻以及放電開關(guān)應(yīng)盡可能靠近放電電極/放電頭（discharge tip）。靜電放電發(fā)生器應(yīng)具備至少20次/s的重復(fù)頻率產(chǎn)生放電的能力并要求滿足表2（以接觸放電方式驗(yàn)證）的放電特征參數(shù)，其放電電流波形見圖2。

 

 

另外，接觸放電和空氣放電使用的放電電極頭有所不同，尺寸規(guī)定如圖3。

 

靜電放電發(fā)生器的電極頭在進(jìn)行放電試驗(yàn)時(shí)通常應(yīng)垂直于受試設(shè)備的表面。

靜電放電發(fā)生器（如圖4），又稱靜電放電模擬器、靜電放電模擬發(fā)生器、靜電放電測(cè)試儀器、靜電放電抗擾度測(cè)試儀器。

 

靜電放電發(fā)生器在出廠前以及使用期間定期例行按上述要求進(jìn)行校驗(yàn)，以確保使用其進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果具有可重復(fù)性、可對(duì)比性。IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)給出了利用具有標(biāo)準(zhǔn)電阻負(fù)載的“法拉第籠子”（如圖5）進(jìn)行測(cè)試校驗(yàn)的方法。

 

2.2.2 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備測(cè)試布置要求

測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的地面應(yīng)設(shè)置接地參考平面，它是一種最小厚度為0.25mm的銅或鋁的金屬薄板，其它金屬材料雖可使用但厚度應(yīng)不小于0.65mm。接地參考平面的最小尺寸為 1?2 ，實(shí)際的尺寸取決于受試設(shè)備的尺寸，而且每邊至少應(yīng)伸出受試設(shè)備或水平耦合板之外0.5m，并將它與保護(hù)接地系統(tǒng)相連。

受試設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室墻壁和其他金屬性結(jié)構(gòu)之間的距離最小1m。受試設(shè)備應(yīng)遵守安全規(guī)范并按其使用要求布置和連線。按照受試設(shè)備的安裝技術(shù)條件，應(yīng)該將它與接地系統(tǒng)連接。不允許有其他附加的接地線。電源與信號(hào)電纜的布置應(yīng)能反映實(shí)際安裝條件。

靜電放電發(fā)生器的放電回路電纜應(yīng)與接地參考平面連接，該電纜的總長(zhǎng)度一般為2m。如果這個(gè)長(zhǎng)度超過所選放電點(diǎn)需要的長(zhǎng)度，如可能將多余的長(zhǎng)度以無(wú)感方式離開接地參考平面放置，且與試驗(yàn)配置的其他導(dǎo)電部分保持不小于0.2m的距離。

與接地參考平面連接的接地線和所有連接點(diǎn)均應(yīng)是低阻抗的，例如在高頻場(chǎng)合下采用夾具等。

規(guī)定有耦合板的地方，例如允許采用間接放電的地方，這些耦合板采用和接地參考平面相同的金屬和厚度，而且應(yīng)經(jīng)過兩端各帶有一個(gè)470kΩ電阻的電纜與接地參考平面連接，當(dāng)電纜置于接地參考平面上時(shí)，這些電阻器應(yīng)能耐受住放電電壓且具有良好的絕緣，以避免對(duì)接地參考平面的短路。

不同類型設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行ESD放電試驗(yàn)時(shí)布置要求及實(shí)例如下。

（1）臺(tái)式設(shè)備（Table-top equipment）

 

臺(tái)式受試設(shè)備放置在接地參考平面上0.8m高的木桌上，桌上的水平耦合板（HCP）面積為1.6m x 0.8m。受試設(shè)備和連接線纜應(yīng)當(dāng)用0.5mm厚的絕緣襯墊與水平耦合板隔開。

如果受試設(shè)備過大而不能保持與水平耦合板各邊的最小距離為0.1m，則應(yīng)使用另一塊相同的水平耦合板，并與第一塊短邊側(cè)距離0.3m。但此時(shí)必須將桌子擴(kuò)大或使用二個(gè)桌子，這些水平耦合板不必焊在一起，而應(yīng)經(jīng)過另一根帶電阻電纜接到接地參考平面上。所有受試設(shè)備的安裝腳架應(yīng)保持原位。

（2）落地式設(shè)備（Floor-standing equipment）

 

落地式受試設(shè)備應(yīng)當(dāng)用0.05~0.15m厚的絕緣臺(tái)架與接地參考平面隔開。受試設(shè)備的線纜也應(yīng)當(dāng)用0.5mm厚的絕緣襯墊與接地參考平面隔開。所有受試設(shè)備的安裝腳架應(yīng)保持原位。

（3）不接地設(shè)備（Ungraounded equipment）

對(duì)于不與任何接地系統(tǒng)連接的設(shè)備或設(shè)備部件，包括便攜式、內(nèi)置或外部電池供電（不帶或帶充電器但沒有接地的電源線）和雙重絕緣設(shè)備(II類設(shè)備)不能像I類供電設(shè)備那樣自行放電。若在下一個(gè)靜電放電脈沖施加前電荷未消除，受試設(shè)備或受試設(shè)備的部件上的電荷累積可能使電壓高達(dá)預(yù)期試驗(yàn)電壓的兩倍。如此，這類雙重絕緣設(shè)備的絕緣體電容經(jīng)受多次靜電放電累積電荷后可能超過絕緣擊穿電壓，從而瞬間以很高能量放電。

試驗(yàn)布置（對(duì)于臺(tái)式設(shè)備或落地式設(shè)備）應(yīng)分別與上述（1）（2）的描述基本相同。為模擬單次靜電放電(空氣放電或者接觸放電）或新的一次靜電放電測(cè)試，在施加靜電放電脈沖之前應(yīng)消除受試設(shè)備上以及已施加過靜電放電脈沖的金屬點(diǎn)或部位上的電荷，如連接器外殼、電池充電插腳、金屬天線。

消除施加靜電放電點(diǎn)的電荷應(yīng)使用類似水平耦合板和垂直耦合板用兩端帶有470kΩ泄放電阻的電纜。

因受試設(shè)備和水平耦合板(臺(tái)式)之間以及受試設(shè)備和接地參考平面(落地式)之間的電容取決于受試設(shè)備的尺寸，靜電放電試驗(yàn)時(shí)，如果功能允許，應(yīng)安裝帶泄放電阻的電纜。放電電纜的一個(gè)電阻應(yīng)盡可能靠近受試設(shè)備的試驗(yàn)點(diǎn)，最好小于20mm，第二個(gè)電阻應(yīng)靠近電纜的末端。對(duì)于臺(tái)式設(shè)備電纜連接于水平耦合板上(見圖8)，對(duì)于臺(tái)式設(shè)備電纜連接于接地參考平面上（見圖 9)。

帶泄放電阻電纜的存在可能會(huì)影響某些設(shè)備的試驗(yàn)結(jié)果。有爭(zhēng)議時(shí)，若在連續(xù)放電之間累積的電荷能有效地衰減，施加靜電放電脈沖時(shí)斷開泄放電纜的試驗(yàn)優(yōu)先于連接上泄放電纜的試驗(yàn)。

以下選擇可作為替代方法：

— 連續(xù)放電試驗(yàn)的時(shí)間間隔應(yīng)長(zhǎng)于受試設(shè)備的電荷自然衰減所需的時(shí)間；
一 使用炭纖維刷清掃，炭纖維刷連接到兩端帶470 kΩ泄放電阻的接地電纜；

注：在電荷衰減有爭(zhēng)議時(shí)，可用非接觸式電場(chǎng)測(cè)試儀監(jiān)測(cè)受試設(shè)備上的電荷。當(dāng)放電衰減至低于初始值的10%后，受試設(shè)備被認(rèn)為已充分放電。2008年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中刪除了使用離子風(fēng)機(jī)消除累積電荷的方式。

1） 臺(tái)式設(shè)備

對(duì)于臺(tái)式設(shè)備，如圖8 所述，受試設(shè)備放于絕緣村墊(厚0.5mm）上，絕緣襯墊位于水平耦合板上。對(duì)受試設(shè)備上可觸及的金屬部分施加靜電放電，其金屬部分和水平耦合板之間應(yīng)使用帶泄放電阻的電纜連接。

 

2） 落地式設(shè)備

對(duì)于與接地參考平面無(wú)任何金屬連接的落地式設(shè)備，安裝應(yīng)類似于圖9。 對(duì)受試設(shè)備上可觸及的金屬部分施加靜電放電，其金屬部分和接地參考平面(GRP)之間應(yīng)使用帶泄放電阻的電纜連接。

 

 

2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝后設(shè)備測(cè)試布置要求

要求進(jìn)行安裝后鑒定試驗(yàn)時(shí)必須考慮相鄰的設(shè)備可能受到不利的影響。 設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)在其最終安裝完畢條件下進(jìn)行試驗(yàn)。但是經(jīng)受現(xiàn)場(chǎng)ESD試驗(yàn)的設(shè)備可能導(dǎo)致其內(nèi)部電路或元器件的性能顯著下降，從而大大降低了它的MTTF時(shí)間，這或許不是一個(gè)明智的試驗(yàn)要求。

為了便于放電回路電纜的連接，應(yīng)將接地參考平面鋪設(shè)在地面上并保持與受試設(shè)備約0.1m 的距離，該接地平面應(yīng)當(dāng)用厚度不小于0.25mm的銅或鋁板，或使用最小厚度為0.65mm的其它金屬材料，條件允許時(shí)接地參考平面應(yīng)是寬約0.3m和長(zhǎng)約2m。 應(yīng)將這個(gè)接地參考平面連接到保護(hù)接地系統(tǒng)上，或連接到受試設(shè)備的接地端上。

靜電放電發(fā)生器的放電回路電纜應(yīng)連接到靠近受試設(shè)備的接地參考平面的某個(gè)點(diǎn)上。當(dāng)受試設(shè)備安裝在金屬臺(tái)面上時(shí),應(yīng)將臺(tái)面通過每端接有470kΩ的電纜連接到參考平面上，以防止電荷的累積。 圖10提供了安裝后試驗(yàn)配置的實(shí)例。

 

 

 

2.3 試驗(yàn)過程

2.3.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境參數(shù)應(yīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響降至最低。試驗(yàn)和校驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的電磁環(huán)境和氣候條件下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室的電磁環(huán)境不應(yīng)影響試驗(yàn)結(jié)果。在空氣放電試驗(yàn)的情記下，氣候條件應(yīng)在下述范圍內(nèi)：

一 環(huán)境溫度：15°C~35°
一 相對(duì)濕度：30%~60%
一 大氣壓力：86kPa~106kPa

如果設(shè)備工作于特殊的氣候條件，則按設(shè)備的規(guī)格要求設(shè)置環(huán)境條件。

2.3.2 EUT的運(yùn)行

應(yīng)對(duì)受試設(shè)備的試驗(yàn)程序和軟件進(jìn)行選擇，使EUT能在所有的工作模式下正常運(yùn)行。也可以采用特殊的測(cè)試軟件并確保受試設(shè)備能被全面評(píng)估。對(duì)于符合性試驗(yàn)，受試設(shè)備應(yīng)在由初步試驗(yàn)所確定的最敏感方式下連續(xù)運(yùn)行（程序循環(huán)）。如果要求有監(jiān)測(cè)設(shè)備，為減少出現(xiàn)故障誤指示的可能性，應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備去耦。

2.3.3 試驗(yàn)的實(shí)施

試驗(yàn)應(yīng)按照試驗(yàn)計(jì)劃，采用對(duì)受試設(shè)備直接和間接的放電方式進(jìn)行。試驗(yàn)計(jì)劃包括

-- 受試設(shè)備的典型工作條件；
-- 受試設(shè)備是按臺(tái)式設(shè)備還是落地式設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)；
-- 確定施加放電點(diǎn);
-- 在每個(gè)點(diǎn)上，是采用接觸放電還是空氣放電；
-- 所使用的試驗(yàn)等級(jí)；
-- 符合性試驗(yàn)中在每個(gè)點(diǎn)上施加的放電次數(shù)；
-- 是否還進(jìn)行安裝后的試驗(yàn)。
為了確定試驗(yàn)計(jì)劃的上述內(nèi)容，可能需要先期進(jìn)行一些試探性試驗(yàn)。

(1) 對(duì)EUT直接放電試驗(yàn)

除非在通用標(biāo)淮、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)中有其他規(guī)定，靜電放電只施加在正常使用時(shí)人員可接觸到的受試設(shè)備上的點(diǎn)和面。以下是例外的情況(亦即，放電不施加在下述點(diǎn))：

a） 在維修時(shí)才接觸得到的點(diǎn)和表面。這種情況下，特定的靜電放電簡(jiǎn)化方法應(yīng)在相關(guān)文件中注明。
b） 最終用戶保養(yǎng)時(shí)接觸到的點(diǎn)和表面。這些極少接觸到的點(diǎn)，如換電池時(shí)接觸到的電池、錄音電話中的磁帶等。
c） 設(shè)備安裝固定后或按使用說明使用后不再能接觸到的點(diǎn)和面。例如，底部和/或設(shè)備的靠墻面或安裝端子后的地方。
d） 外殼為金屬的同軸連接器和多芯連接器可接觸到的點(diǎn)。該情況下，僅對(duì)連接器的外殼施加接觸放電。
非導(dǎo)電(例如，塑料)連接器內(nèi)可接觸到的點(diǎn)，應(yīng)只進(jìn)行空氣放電試驗(yàn)。試驗(yàn)使用靜電放電發(fā)生器的圓形電極頭。

通常應(yīng)考慮以下六種情況：

由于功能原因?qū)o電放電敏感并有靜電放電警告標(biāo)簽的連接器或其他接觸部分可接觸到的點(diǎn),如測(cè)量、接收或其他通訊功能的射頻輸入端。

基本原理：許多連接器端子用于處理模擬或數(shù)字的高頻信息，因而不能使用充分的過壓保護(hù)裝置。 過壓保護(hù)二極管的寄生電容妨礙受試設(shè)備工作頻段內(nèi)的工作。對(duì)于模擬信號(hào),帶通濾波器可能是解決方案。

在上述情況中，推薦的特定靜電放電簡(jiǎn)化步藥應(yīng)在相關(guān)文件中注明。 為了確定故障的臨界值，試驗(yàn)電壓應(yīng)從最小值到選定的試驗(yàn)電壓值逐漸增加(見第2.1章節(jié)中的試驗(yàn)等級(jí))。最后的試驗(yàn)值不應(yīng)超過產(chǎn)品的規(guī)范值，以避免損壞設(shè)備。

試驗(yàn)應(yīng)以單次放電的方式進(jìn)行。在預(yù)選點(diǎn)上，至少施加十次單次放電(以最敏感的極性)。

連續(xù)單次放電之間的時(shí)間間隔建議至少1s，但為了確定系統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生故障，可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間間隔。

注：通過施加20 次/s或以上放電重復(fù)率來(lái)進(jìn)行試探掃描選擇放電點(diǎn)（尋找較薄弱處）。

靜電電放電發(fā)生器應(yīng)保持與實(shí)施放電的表面垂直，以改善試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。

在實(shí)施放電的時(shí)候，發(fā)生器的放電回路電纜與受試設(shè)備的距離至少應(yīng)保持0.2m。

在接觸放電的情況下，放電電極的頂端應(yīng)在操作放電開關(guān)之前就接觸受試設(shè)備。

對(duì)于表面涂漆的情況，應(yīng)采用以下的操作程序：

如設(shè)備制造廠家末說明涂膜為絕緣層，則發(fā)生器的電極頭應(yīng)穿入漆膜，以便與導(dǎo)電層接觸。

如廠家指明涂漆是絕緣層，則應(yīng)只進(jìn)行空氣放電，這類表面不應(yīng)進(jìn)行接觸放電試驗(yàn)。

在空氣放電的情況下，放電電極的圓形放電頭應(yīng)盡可能快地接近并觸及受試設(shè)備(不要造成機(jī)械損傷)。每次放電之后，應(yīng)將靜電放電發(fā)生器的放電電極從受試設(shè)備移開，然后重新觸發(fā)發(fā)生器，進(jìn)行新的單次放電，這個(gè)程序應(yīng)當(dāng)重復(fù)至放電完成為止。在空氣放電試驗(yàn)的情況下，用作接觸放電的放電開關(guān)應(yīng)當(dāng)閉合。

(2) 對(duì)EUT間接放電試驗(yàn)

對(duì)放置于或發(fā)裝在受試設(shè)備附近的物體的放電應(yīng)用靜電放電發(fā)生器對(duì)耦合板接觸放電的方式進(jìn)行模擬。

除了遵循上述（1）描述的測(cè)試過程之外，還需滿足 下述1）和2）中所提出的要求。

1） 在受試設(shè)備下面的水平耦合板

對(duì)水平耦合板放電應(yīng)在水平方向?qū)ζ溥吘壥┘印?/p>

在距受試設(shè)備每個(gè)單元(若適用)中心點(diǎn)前面的0.1m處水平耦合板邊緣，至少施加10次單次放電（以最敏感的極性）。放電時(shí)，放電電極的長(zhǎng)軸應(yīng)處在水平耦合板的平面，并與其前面的邊緣垂直。

放電電極應(yīng)接觸水平耦合板的邊緣(見圖 6)。

另外，應(yīng)考慮對(duì)受試設(shè)備的所有面都施加放電試驗(yàn)。

2）垂直耦合板

對(duì)耦合板的一個(gè)垂直邊的中心至少施加十次的單次放電(以最敏感的極性)(圖6和圖7)，應(yīng)將尺寸為0.5m x 0.5m 的耦合板平行于受試設(shè)備放置且與其保持0.1m的距離。

放電應(yīng)施加在耦合板上，通過調(diào)整耦合板位置，使受試設(shè)備四面不同的位置都受到放電試驗(yàn)。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)依據(jù)受試設(shè)備在試驗(yàn)中的功能喪失或性能降低現(xiàn)象進(jìn)行分級(jí)（classified），相關(guān)的性能水平由設(shè)備的制造商或需求方確定，或由產(chǎn)品的制造商和購(gòu)買方雙方協(xié)商一致。推薦按如下要求分級(jí)，作為評(píng)判依據(jù)：

a）在制造商、委托方或購(gòu)買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常；
b) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù)；
c) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但需操作者干預(yù)才能恢復(fù)；
d) 因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

制造商的技術(shù)規(guī)格可以具體說明對(duì)受試設(shè)備造成的某些影響是輕微的，因而是可以接受的。

這種分級(jí)(classification)可以作為負(fù)責(zé)相關(guān)產(chǎn)品通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)委員會(huì)制定產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格的指南。或在沒有合適的通用、產(chǎn)品或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可作為制造商和購(gòu)買方協(xié)商產(chǎn)品性能規(guī)格的框架。

三、HBM 與IEC61000-4-2比較

盡管HBM模型和IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)所模擬的ESD來(lái)源都是外部帶靜電的人體或物體，但兩種標(biāo)準(zhǔn)面向的被放電的具體對(duì)象是不同的，并且他們的測(cè)試要求有幾個(gè)最重要的差別值得注意。

（１） 靜電放電的電流和泄放能量

兩種標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)關(guān)鍵差別就是靜電電壓放電的峰值電流。如下表列示，8KV HBM放電的峰值電流相較低于2KV IEC61000-4-2放電的峰值電流。而在8KV（系統(tǒng)級(jí)靜電放電的通常要求）靜電電壓水平下，IEC61000-4-2放電的峰值電流甚至比最高性能的半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)閾值電流高22倍。

放電電流的大小對(duì)于集成電路芯片在ESD放電下是否遭受損傷至關(guān)重要，大的放電電流可能導(dǎo)致結(jié)失效以及金屬化走線燒融，對(duì)于標(biāo)稱8KV HBM靜電防護(hù)等級(jí)的芯片有可能被2KV IEC標(biāo)準(zhǔn)放電損壞。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師不能根據(jù)HBM等級(jí)來(lái)確定產(chǎn)品發(fā)送到終端客戶后系統(tǒng)是否幸免于ESD放電。

（２） 靜電放電的上升時(shí)間

另一個(gè)不同之處就是靜電電壓放電的上升時(shí)間。HBM模型規(guī)定放電上升時(shí)間可以是25ns@500Ω負(fù)載。而IEC的放電脈沖上升時(shí)間少于1ns, 并在30ns內(nèi)耗散了大部分能量。對(duì)于以HBM標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定靜電防護(hù)等級(jí)的芯片而言，假如其內(nèi)部保護(hù)電路的響應(yīng)時(shí)間為25ns，器件可能在內(nèi)部的保護(hù)電路起作用之前就被IEC模式的靜電放電損傷了。

（３） 測(cè)試過程靜電放電次數(shù)

再一個(gè)不同就是HBM和IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試試驗(yàn)的樣本數(shù)量和放電次數(shù)的規(guī)定。HBM標(biāo)準(zhǔn)要求采用3個(gè)待測(cè)芯片樣本，但每個(gè)芯片僅被進(jìn)行一次正向和負(fù)向靜電脈沖放電測(cè)試。而IEC則要求對(duì)待測(cè)的整機(jī)系統(tǒng)在預(yù)選點(diǎn)上，至少施加十次單次放電(以最敏感的極性)。一個(gè)裝置有可能在遭到第一次放電沖擊后幸存下來(lái)，但在承受后續(xù)的多次放電后失效，這是由于在失效之前的幾次放電中受到損傷。在當(dāng)今的應(yīng)用環(huán)境中，系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)完全可能會(huì)受到多次外部靜電沖擊的影響，因此系統(tǒng)供應(yīng)商采用比IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最少10次放電試驗(yàn)更多的放電次數(shù)來(lái)測(cè)試他們的系統(tǒng)也是很常見的。

再次強(qiáng)調(diào)HBM（以及MM、CDM）是面向半導(dǎo)體器件的靜電放電測(cè)試模型，主要用于指導(dǎo)半導(dǎo)體的生產(chǎn)制造和加工，包括半導(dǎo)體的生產(chǎn)封測(cè)廠、以及使用成品芯片進(jìn)行PCBA裝聯(lián)電路板和裝配調(diào)測(cè)生產(chǎn)廠內(nèi)全過程中的ESD管控標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遠(yuǎn)低于所有被加工的元器件中最低ESD耐壓等級(jí)，即廠內(nèi)所有靜電防護(hù)區(qū)域（EPA）的ESD電壓通常被要求低于100V、甚至更低。 而在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)選擇元器件時(shí)，應(yīng)盡量選用ESD耐壓等級(jí)較高的元器件，以提高產(chǎn)品的可靠性。

IEC61000-4-2則是針對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備的整機(jī)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。用于衡量整機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中承受外部ESD直接或間接干擾的能力。

四、參考文獻(xiàn)

1) Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques – Electrostatic discharge immunity test, International Standard. IEC61000-4-2, Edition 2. 2008-12

2) 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)-靜電放電抗擾度試驗(yàn) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 17626.2-2006/ IEC61000-4-2：2001，2006-12-19發(fā)布，2007-09-01實(shí)施

3）Human Body Model(HBM) vs. IEC IEC61000-4-2 White Paper，Jan. 2008 California Micro Devices

中企檢測(cè)認(rèn)證網(wǎng)提供iso體系認(rèn)證機(jī)構(gòu)查詢，檢驗(yàn)檢測(cè)、認(rèn)證認(rèn)可、資質(zhì)資格、計(jì)量校準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)一站式行業(yè)企業(yè)服務(wù)平臺(tái)。中企檢測(cè)認(rèn)證網(wǎng)為檢測(cè)行業(yè)相關(guān)檢驗(yàn)、檢測(cè)、認(rèn)證、計(jì)量、校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，儀器設(shè)備、耗材、配件、試劑、標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商，法規(guī)咨詢、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、實(shí)驗(yàn)室軟件提供商提供包括品牌宣傳、產(chǎn)品展示、技術(shù)交流、新品推薦等全方位推廣服務(wù)。這個(gè)問題就給大家解答到這里了，如還需要了解更多專業(yè)性問題可以撥打中企檢測(cè)認(rèn)證網(wǎng)在線客服13550333441。為您提供全面檢測(cè)、認(rèn)證、商標(biāo)、專利、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、版權(quán)法律法規(guī)知識(shí)資訊，包括商標(biāo)注冊(cè)、食品檢測(cè)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)、管理體系認(rèn)證、服務(wù)體系認(rèn)證、產(chǎn)品認(rèn)證、版權(quán)登記、專利申請(qǐng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、檢測(cè)法、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等信息，中企檢測(cè)認(rèn)證網(wǎng)為檢測(cè)認(rèn)證商標(biāo)專利從業(yè)者提供多種檢測(cè)、認(rèn)證、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、版權(quán)、商標(biāo)、專利的轉(zhuǎn)讓代理查詢法律法規(guī)，咨詢輔導(dǎo)等知識(shí)。

本文內(nèi)容整合網(wǎng)站：百度百科、搜狗百科、360百科、知乎、市場(chǎng)監(jiān)督總局 、國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)、質(zhì)量認(rèn)證中心

免責(zé)聲明：本文部分內(nèi)容根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息整理，文章版權(quán)歸原作者所有。向原作者致敬！發(fā)布旨在積善利他，如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請(qǐng)跟我們聯(lián)系刪除并致歉！

本文來(lái)源： http://bqlw.net/zs/202312/ccaa_58138.html