影響靜電放電（ESD）測試重復性的分析

依據(jù)標準IEC 61000-4-2/GBT17626.2的定義，靜電放電就是具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。當人體穿著絕緣材料的織物并且對地絕緣時，在地面上運動時可能積累一定數(shù)量的電荷。當人體接觸到與地相連的設備時就會

產(chǎn)生靜電放電。

靜電放電試驗主要檢查人或物體在接觸設備時所引起的放電（直接放電），以及人或物體對設備鄰近物體的放電（間接放電）

時對設備工作造成的影響。靜電放電時可以在0.5～20ns的時間內(nèi)產(chǎn)生1～50A的放電電流。雖然電流很大但因持續(xù)時間很短，

故能量很小。所以一般靜電放電不會對人產(chǎn)生傷害，但對集成電路芯片等電子產(chǎn)品可能產(chǎn)生破壞性的危害。

1）試驗環(huán)境條件

i.氣候環(huán)境: 環(huán)境溫度15°C ~30 °C

         相對濕度30%~60%

         大氣壓力86kPa ~ 106kPa

ii.電磁環(huán)境: 不影響試驗結(jié)果的環(huán)境

2）試驗布置

雖然靜電放電試驗非常容易,但它是所有EMC測試項目中重復性低的測試項目之一。在做靜電放電測試時，經(jīng)常會碰到這種情

況：同一個被測品在A實驗室通過了，但是在B實驗室卻通不過，導致此種情況的原因，可以總結(jié)分析出以下幾種可能：

①  由于測試設備的不同，導致測試結(jié)果的不同

②  由于測試環(huán)境的不同，導致測試結(jié)果的不同

③  由于測試人員的不同，導致測試結(jié)果的不同

針對以上的原因，具體分析如下：

1、由于測試設備的不同，導致測試結(jié)果的不同

依據(jù)標準IEC 61000-4-2：2008，靜電放電模擬器的要求：

靜電放電電流波形的規(guī)定，主要的四個關(guān)鍵指標為：峰值電流Ip；上升時間Tr；30ns時的電流值I30；60ns時的電流值I60。從上表中可以看出這四個指標的容許偏差都較大，峰值電流Ip為±15%，上升時間Tr為±25%，30ns時的電流值I30為±30%，60ns時的電流值I60為±30% 。

    從波形可以看出，區(qū)別還是很大的，有些波形振鈴很嚴重，但是卻都符合標準要求。

靜電放電測試結(jié)果的差異，最直接的原因就是由于在輸出波形的差異，波形的振鈴直接影響到了測試結(jié)果，波形變化比較大的情況下，由于每個放電周期中頻率變化不同，不能做重復測試的可能性比較大，所以追求波形的質(zhì)量才是解決問題的關(guān)鍵，選擇一款好的靜電測試設備至關(guān)重要。目前市場上的靜電測試設備的生產(chǎn)廠家不少于10家，但是從業(yè)內(nèi)的認可度看，日本noiseken生產(chǎn)的ESS-B3011A/GT-30RA 和 ESS-S3011A/GT-30RA（30kV）是具說服力的。

2、由于測試環(huán)境的不同，導致測試結(jié)果的不同

對靜電測試重復性影響最大的環(huán)境因素就是濕度，空氣濕度的變化對放電參數(shù)的影響，見下圖：

有研究表明，實驗室條件下的氣體壓強受環(huán)境濕度的影響顯著，而氣體壓強又將作用于電子漂移速度，因而環(huán)境濕度越大，壓強越大，放電電流也會隨之增大。所以空氣濕度對靜電放電測試有著很大的影響。

3、由于測試人員的不同，導致測試結(jié)果的不同

不同的測試人員在進行靜電放電測試時，肯定也是會有一些差異的，但是測試依據(jù)的標準都是一樣的(IEC 61000-4-2)，標準中對測試方法都進行的詳細的說明，所以在不同的測試人員身上產(chǎn)生的差異很有限，在這不做主要原因分析。

    綜合以上分析，影響ESD測試的主要因素是測試設備及測試環(huán)境（主要是濕度），所以為了得到更可靠的測試結(jié)果，建議選擇市場認可度高的品牌設備（如日本noiseken），同時要嚴格控制測試環(huán)境，最好是一個相對密封的環(huán)境，這樣才能有效的控制空氣濕度。