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Monitor & LCDTV Reliability ESD Test 简介_图文

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Monitor & LCDTV Reliability ESD (EN 61000-4-2 ) Test 簡介
RDQM _ FOS Y.H. Lin Ext: 3556 Re-ext: 823

Reliability ESD Test簡介大綱
一、靜電放電(ESD)簡介 二、測試技術及原理 三、測試準位 四、 ESD產生器規格要求 五、實驗室之測試設置 六、環境〔氣候〕條件 七、靜電測試注意事項 八、應用 九、 RDQM 內部測試要求及準位 十、靜電放電測試標準場地

一、靜電放電(ESD)簡介(1-1)
何謂靜電:兩種物體,如至少其中之一或兩種都是絕緣體時, 何謂靜電 兩種物體,如至少其中之一或兩種都是絕緣體時,當兩種物體相接 兩種物體 觸之後再分離時,必會產生兩者間的電子的流動。 觸之後再分離時,必會產生兩者間的電子的流動。 給出電子的一邊成為帶正(+)電,獲得電子的一邊便帶負(-)電。如圖(1)所示, 當人在絕緣體行走時人體會儲存電荷帶靜電。

圖(1)人體帶電 )

一、靜電放電(ESD)簡介(1-2)
影響帶電的因?如表(1) 影響帶電的因?如表

帶電量 速率

1、兩材料在帶電系列(triboelectricity series)的相對 位置 2、兩材料間的密著性(intimacy) 3、材料間的摩擦係?(coefficient of friction) 4、分離速率(rate of separation)

放電量 速率

1、材料的導電率(conductivity) 2、相對濕? 3、材料表面的水氣 4、複合速率(rate of recombination)
表( 1)

一、靜電放電(ESD)簡介(1-3)
人在各種不同程?的相對濕??況如圖( )、 )、表 人在各種不同程?的相對濕??況如圖(2)、表(2)
相對濕? 動作 10% 1、在地毯上走動 2 2、在塑膠地磚上走動 3、工作台操作員 4、移開印刷電?板上的海綿包封 5、將印刷電?板包裝內襯海綿箱 35,000V 12,000V 6,000V 26,000V 21,000V 40% 15,000V 5,000V 800V 20,000V 11,000V 55% 7,500V 3,000V 400V 7,000V 5,500V

圖(2)相對濕?對帶電荷的影響 )

表(2) )

一、靜電放電(ESD)簡介(1-4)
人體的等效電容如圖(3)的模型。 人體的等效電容如圖 的模型。 的模型

圖(3)人體的等效電?

一、靜電放電(ESD)簡介(1-5)
當人體帶靜電後,如人的手指頭等觸摸電腦鍵盤等時, 當人體帶靜電後,如人的手指頭等觸摸電腦鍵盤等時,則由於人所帶靜電荷 的放電,可能致使電子設備發生障礙。 的放電,可能致使電子設備發生障礙。靜電免疫測試的目的主要模擬此現象 的測試。放電波形如圖(4)、 等 的測試。放電波形如圖 、(5)等。

圖(4)由模擬人體的放電脈波電流波形 )

圖(5)由帶電物體的放電脈波電流波形 )

一、靜電放電(ESD)簡介(1-6)
EN 61000-4-2靜電放電(ESD)
方法: :
任何人/機介面,可接觸到的區域施加接觸或空氣放電

目的: :
防止日常生活中及生產加工之靜電影響電子產品發生故障及功能的不正常。

二、測試技術及原理
靜電的產生(原理 靜電的產生 原理) 原理
兩個具有不同電位的物體, 兩個具有不同電位的物體,當其極接*或直接接觸時所造成的電荷轉移現 象。

測試技術
接觸放電法(Contact Discharge Method): 將靜電產生器之放電電極直接 接觸放電法 接觸於EUT,透過靜電產生器內的放電開關,對EUT所做的放電動作。 空氣放電法(Air Discharge Method): 將靜電產生器之放電電極靠* 空氣放電法 EUT,在空氣中因火花所產生的放電動作。 直接放電(Direct Discharge): 將靜電放電直接運用於EUT。 直接放電 間接放電(Indirect Discharge): 將靜電放電運用於鄰* EUT 之耦合面上, 間接放電 模擬人體對鄰*EUT之物體或設備的放電動作,間接對BUT的影響。

三、測試準位
EN/IEC 61000-4-2 及 IEC 801-2(1991)測試準位於表一,測試時,較低於選定 ( )測試準位於表一,測試時, 的電壓準位也應被滿足。 的電壓準位也應被滿足。
1a-Contact Discharge Level 1 2 3 4 X Test Voltage kV 2 4 6 8 Special Level 1 2 3 4 X 1b-Air Discharge Test Voltage kV 2 4 8 15 Special

“X”是open level,可在設備能量允許的情況下被指定的測試電壓。 是 ,可在設備能量允許的情況下被指定的測試電壓。 表一、 表一、 EN/IEC 61000-4-2 及 IEC 801-2(1991)之測試準位 ( )

接觸放電是被建議的測試方法,當測試點執行空氣放電後,就不須 再對該放電點執行接觸放電。且接觸放電與空氣放電是兩種不同的 放電方法,亦即該兩種方法並不意味著其測試嚴謹性是相同的。

四、ESD產生器規格要求(4-1)
EN/IEC 6l000-4-2及IEC 801-2(1991)規定之靜電測試產生器 及 ( )

圖六為EN/IEC 61000-4-2 及 IEC801-2(1991)靜電產 圖六為 ( ) 生器之簡易電?。 生器之簡易電?。

四、ESD產生器規格要求(4-2)
圖六為EN/IEC 61000-4-2 及 IEC801-2(1991)靜電產生器之簡易電?。其對 靜電產生器之功能與特性規定如下: 電能儲存電容(Cs) 放電電阻(Rd) 充電電阻(Rc) 輸出最大電壓 輸出電壓偏差值 輸出電壓極性 放電模式(操作時) 放電電流波形 150 pF ±10 % 330 ± 10% 50M~100M Contact Discharge ≧8kV Air Discharge ≧15kV ±5 % +/單擊放電(single Discharge) 至少需能連續放電每秒一次 如圖七

四、ESD產生器規格要求(4-3)

圖七 放電電流波形

圖八

圖八(a)為空氣放電的放電頭, (b)為接觸放電的放電頭, 其中(b)放電頭須能對 EUT四周做輕(刺)擊。靜電產生器的Discharge Return Cable 應為2m,但?因 EUT的高?關係, 必須延長時, 其長?不可超過3m, 且必須確保其指定電流波 型在容許偏差範圍內。

五、實驗室之測試設置(5-1)
桌上型設備(Table-Top Equipment) 桌上型設備
擺設高0.8m之木製桌於RGP上 HCP放置於木製桌上, HCP之大小1.6m × 0.8m EUT置於HCP上以 0.5mm厚之絕緣墊隔離 EUT與HCP每邊的距離至少應大於 0.1m ? EUT 過大, 則允許使用相同材質及大小的, HCP測試桌桌面 可加大或併桌, HCP 間之距離為 0.3m。 HCP不可相連結 每面 HCP 皆須使用端點具 470k 電阻之 Cable與 RGP連接。 任何與 EUT 相伴隨之周邊都應被相同擺置。 RGP : 材質:銅或鋁厚?:大於0.25mm / 其他金屬:大於0.65mm / 大 小:大於1㎡並與EUT或耦合面保持至少0.5m的距離。應連接至 安全的接地系統。 EUT :應與牆面及任何金屬結構物保持1m以上的距離。應與接 地系統連接,?其安裝?明書未指示,則未與接地系統連接是被允 許的。 耦合面: 厚?及材質與RGP相同, 須使用端點具 470k 電阻之 Cable與RGP連接。470k 電阻須有能?抵擋靜電放電電壓, 並應 被絕緣隔離, 以避免造成與RGP短?接觸。

典型桌上型設備配置圖

五、實驗室之測試設置(5-2)
落地型設備(Floor-Standing Equipment)

? EUT及其Cable應絕緣墊高0.1m 置於RGP上 任何與EUT相伴隨之周邊?應被 相同擺置

典型落地型設備配置圖

六、環境〔氣候〕條件
? 環境 氣候]條件 環境[氣候 條件 氣候 條件(Climatic Condition)
對EUT進行空氣放電時, 環境[氣候]條件應在下述範圍內: -- 周圍溫?15°C to 35°C -- 相對濕?30% to 60% -- 大氣壓?86 kPa (860mbar) to 106 kPa (1060mbar) ?產品有特別指定其特定的環境[氣候]條件, 則依其規定實施。

? 電磁條件(Electromagnetic Condition) 電磁條件(Electromagnetic
依規定實驗室周遭的電磁環境不可影響到測試結果。

? EUT 之測試?態(EUT Exercising) 之測試?態
EUT應在正常的?況,以最敏感的模式持續的操作,相關的軟體及程 式應被選用執行。

七、靜電測試注意事項
測試時應依測試計晝對EUT實拖靜電放電之直接與問接測試 ,其注意事項應 包括: EUT是否在正常的動作?態 EUT為桌面型或落地型 預先判斷應實施接觸放電或空氣故電之放電點 確定測試準位 每一放電點應實施的放電次? 測試設置是否依規定

八、應用(8-1)
(一) 直接靜電放電的應用 應選擇使用者在正常使用習慣下, 可能放電的EUT表面或放電點, 進行 靜電放電測試。為了確定EUT測試Failure的門檻 ,測試電壓應從最低準位 漸增至規定準位。但為避免設備毀損, 最終之測試電壓不可超過產品指定 的電壓值。 在預先選擇的放電點, 以最易受影響的極性, 實施至少十次的連續單擊 放電, 重覆率為每秒一吹。靜電槍應與測試面垂直, Return Cable在測試時 應與EUT保持 0.2m 以上的距離。 實施接觸放電時,放電前靜電槍放電瑞應先接觸於EUT的放電點上。 而實施空氣放電時,靜電槍放電端應從 EUT 附*盡可能快速接獨到放電 點 ,每次放電後靜電槍應離開EUT,以方便重新進行下一次放電。 當EUT表面為金屬底層 ,外層被塗料覆蓋時,則應依下述規定測試 : (1) 該塗料未經過廠商宣告為絕緣塗料時,則靜電槍放電端應刺穿該塗料, 對 EUT 金屬底層實施接觸放電。 (2)該塗料己經過廠商宣告為絕緣塗料時 ,則建議對EUT實施空氣放電。 在這條件?態下,接觸放電不應被應用。

八、應用(8-2)
(二) 間接靜電放電的應用 以接觸放電方式對EUT周邊的耦合面實施靜電放電, 下述為其耦合面之應用: (1)水*耦合面之應用 水*耦合面置於EUT下方, 靜電槍*行於水*耦合面上, 且距EUT前方中心點約 0.1m處,對耦合面邊緣,以最敏感的極性,實施至少10次的接觸放電。 (2)垂直耦合面之應用 將0.5m×0.5m之垂直耦合面,*行置放於距 EUT 約 0.1m 處。靜電槍放電瑞垂 直接觸於垂直耦合面邊緣中心點上 ,以最敏感的極性 ,實施至少10次的接觸 放電,且應充分的對EUT四個面實施。

八、應用(8-3)
?:資訊技術類(CISPR 24)靜電測試之規定

針對EUT之傳導性表面及其耦合面實施接觸放電
EUT至少應實施200次接觸放電, 即正、負極性至少各100次 EUT至少應選擇四個點實施接觸放電 EUT中心前之HCP邊緣應實施間接接觸放電至少50次 其餘三點至少應各實施直接接觸放電50次 EUT無可實施直接接觸放電之放電點, 則對耦合面(HCP , VCP) 實施間接接觸放電, 放電次?總和至少須200次 針對EUT之狹縫、孔?及絕緣表面實施空氣放電 EUT測試點應被約束在使用者於正常使用的?況下 每點的放電次?最少10次

九、 RDQM 內部測試要求及位準
RDQM 內部測試要求及位準(LCM及LCD TV) 內部測試要求及位準( 及 )
1、測試環境要求: 測試場地條件是以符合EN55024(資訊類)及EN55020(廣電類)的測試 要求 2、測試位準: 接觸放電:4kV(Criteria:B);LCM:8kV、TV:5kV(Criteria:C) RCA輸出入端子(Pin):4kV(Criteria:B) SCRAT(Pin):4kV(Criteria:B) 空氣放電:8kV(Criteria:B);LCM:15kV、TV:10kV(Criteria:C) 1. 注意事項: 1 、測試時,上列所訂之較低的電壓位準也應被滿足。 較低的電壓位準也應被滿足。 較低的電壓位準也應被滿足 2、如客戶有其自己的測試位準,依照客戶之要求測試,如客戶無要 求概以此標準測試之。

十、靜電放電測試標準場地
靜電放電測試標準場地

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