Electromagnetic compatibility (EMC) –Part 4-2: Testing and measurement techniques – Electrostatic discharge immunity test
Scope 適用範圍
The object of this standard is to establish a common and reproducible basis for evaluating the performance of electrical and electronic equipment when subjected to electrostatic discharges. In addition, it includes electrostatic discharges which may occur from personnel to objects near vital equipment.
靜電放電是一累積的靜電荷從一高靜電荷集中區流向一相反電荷集中區或低電荷集中區，特別是地面。通常，放電是電荷迅速流動（火花）。雖然靜電無處不在的現象早已是客觀事實，但相當數量的用戶仍未察覺到自己身上因空氣流動和衣物摩擦而產生的靜電會有數千伏特，這對通常耐壓只有幾十伏特的積體電路而言，著實是種毀滅性的災難。靜電放電對於電子產品的破壞可以直接觀察得到，如螢幕的缺陷、金屬線路被熔解或蒸發、元件電阻值的改變、氧化層被破壞或擊穿等，以及影響以微處理器為中心的電子電路或控制器發生誤動作。
Test Level 測試位準
測試位準按法規要求為五個位準，按不同產品法規選用Level 1-4之測試能量，最後一個Level X為開放值，通常為製造商為增強其產品對靜電的抗擾能力，或為在較嚴苛的環境使用進而加嚴測試條件。
ESD 產生器的特性與性能
儲能電容（ Cs＋ Cd）： 150pF±10％
放電電阻（ Rd） ： 330Ω ±10％
充電電阻（ Rc） ： 50MΩ ～100MΩ
輸出電壓： 接觸放電可達8kV；空氣放電可達15kV
輸出電壓指示的容許差： ±5％。
輸出電壓極性： 正和負極性（ 可切換）
保持時間： 至少5 秒。
放電操作模式： 單擊放電（ 相繼放電的間隔時間至少1 秒）。
IEC-61000-4-2_Test-Waveform
實驗室中執行的測試配置
實驗室環境條件:
— 環境溫度： 15℃ 到35℃
— 相對濕度： 30％ 到60％
— 大氣壓力： 86kPa（ 860mbar） 到106kPa（ 1060mbar）
實驗室的地板必須有銅或鋁製的金屬接地參考平面，其厚度至少為0.25mm，其它的金屬材質也可以使用，但其厚度至少必須為0.65mm。
參考平面的大小至少為1㎡，適當的尺寸是依待測試設備大小而定，其每一邊應突出待測設備或耦合面至少0.5m，且連接到接地保護系統，並須符合一般的安全規定。
待測設備必須依照其功能要求來安排和連接，在待測設備和實驗室的牆面，及任何其它金屬結構之間的距離至少要1m，待測設備必須依照其裝設規定連接到接地系統，不應再有其他的接地，電源和電纜線的位置，必須能代表實際裝設的位置配置。
若使用耦合平面做為間接操作放電時，其使用材質和厚度必須和接地參考平面相同，且由一端均接有470kΩ之電纜線連接到接地參考平面，這些電阻必須能承受放電電壓，且具有絕緣性，以避免當電纜放在接地參考平面時，與接地參考平面造成短路。
桌上型設備
測試配置必須包括0.8m高的木桌，置於接地參考平面上，1.6m×0.8m 的水平耦合平面置於桌上，待測設備和電纜以0.5mm 厚的絕緣墊與耦合平面隔離。如果待測設備太大，使得其四個邊離水平耦合平面小於0.1m，在最短的一邊距離0.3m處必須使用外加的水平耦合平面，桌子必須加大或用兩張桌子，水平耦合平面除了經由電阻性電纜連到接地參考平面外，不可搭接在一起。
與待測設備相關的任何裝設腳架必須維持其原位，桌上型設備測試配置的範例如下圖所示:
落地型設備
待測設備和電纜以0.1m厚的絕緣支架與接地參考平面隔離，對落地型設備測試配置的範例下圖所示，與待測設備相關的任何裝設腳架必須維持其原位。
對待測設備直接施加放電法
靜電放電須對在正常使用下，人員可接觸到EUT 的表面和點施加。下列各排除條款適用(也就是放電不適用於這些項目)：
1 只有在維修時才會接觸到那些點和表面。在這情形下， 伴隨的文件中必須給定特別ESD 減弱防護程序。
2 只有在使用者修理或更換時才會接觸到那些點和表面。這些很少接觸點的例子如下，更換電池時電池接觸點、電話答錄機中的卡匣等。
3 在固定裝設或依照手冊使用後不會再接觸到設備的那些點和表面，例如設備的底部或靠牆的面，或安裝連接器後面的區域。
4 同軸的接觸點和具有金屬的連接器外殼、多腳的連接器。在這情況下，接觸放電僅需應用在連接器的金屬外殼上。
5 連接器的一些可觸及點或其他可觸及的部分，其因為功能的理由，對ESD很敏感且已提供一個ESD 警告標籤，例如由測量、接收或其他通訊功能的RF 輸入端。
在非導電性(例如塑膠)連接器內的可觸及之點，僅須做空氣放電測試，此測試必須使用ESD 產生器上圓狀端手指實施。
測試電壓必須由最小逐漸增加到所選定的嚴酷度位準，以便知道測試失敗的臨界值，最終嚴酷度位準不可超過產品規格的值，以避免設備的損壞。
測試必須以單擊放電來執行，對預先所選定的點，實施至少10 次的單擊放電（ 在最敏感的極性），相鄰單擊放電的時間間隔建議為1 秒，若要確定系統的錯誤是否發生，可用較長的時間間隔。
ESD 產生器在做放電測試時，必須握著和放電表面垂直，如此可加強測試結果的可重複性，在執行放電測試時，產生器的放電回路電纜，必須和待測設備保持至少0.2m的距離。
放電電極的頭端必須先接觸到待測設備。在導電底層上覆有油漆表面的情況下，則必須採取下列步驟：
如果設備製造商沒有標示其塗裝是做為絕緣包覆之目的，則產生器的尖端必須穿透包覆層接觸到導電底層。若製造商有標示其塗裝包覆是做為絕緣之用，則僅能使用空氣放電測試，在此表面不須做接觸放電測試。
對於空氣放電的情況，放電電極的圓形放電端，必須儘快接近（不會造成機械的損壞）以接觸待測設備。在每次放電後，ESD 產生器（放電電極）必須自待測設備上移開，然後產生器再觸發一個新的單擊放電，此程序必須重覆直到放電測試完成，在空氣放電測試中，做為接觸放電使用時的放電開關在接近待測設備之前必須關閉。
對於待測設備的間接放電法
對放置或裝設靠近待測設備物體的放電，必須由ESD 產生器，對一耦合平面以接觸放電模式加以模擬。
水平耦合面測試
在待測設備下面的水平耦合面對HCP 的放電，必須在HCP 的邊緣水平地實施。相對待測設備的每一單元的中心點，必須在每一個HCP 的前緣實施至少10 次的單擊放電，且距待測設備前緣0.1m，在放電期間放電電極的長軸必須在HCP 的平面上且和其前緣垂直。放電電極必須接觸HCP 的邊緣。
垂直耦合面測試
在待測設備的每一邊的點，對垂直邊緣之耦合平面的中心位置至少執行10 次單擊放電（以最敏感的極性），此耦合面的大小為0.5m×0.5m，離待測設備0.1m的距離平行放置。對於耦合面的放電操作，要測試足夠的不同位置，以使得待測設備的四個面能完全被照射到。
測試結果的評估
測試結果必須依待測設備的功能喪失或劣化來分類，可參考由製造商或測試者要求訂定的性能位準，或由製造商和產品的採購者協商，建議的分類如下：
a) 在製造商和採購者所定的規格要求內性能正常；
b) 性能暫時喪失或劣化的情形在干擾源終止後也停止， 而且不需要操作者處理即可自行恢復正常功能； c) 暫時的劣化或性能的喪失， 需要操作人員處理或系統重新設定方能恢復； d) 性能的劣化或喪失， 是因硬體或軟體的損壞或是因資料流失， 以致無法恢復。
IEC/EN 61000-4-2 ESD(Electrostatic Discharge immunity) 靜電放電耐受
聲明及相關資料索引 / Declare and relative information
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發表於 2023-5-2 11:06:55
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