ESD（静电放电）检测：核心检测项目详解

引言

一、核心检测项目及方法

1. • 目的：模拟人体直接接触设备时的静电放电。
   • 方法：使用ESD模拟器（如放电枪）直接对被测设备的金属部件施加放电脉冲。
   • 标准：IEC 61000-4-2（测试电压通常为2kV至8kV）。
   • 参数：放电次数≥10次，间隔1秒，正负极性均需测试。
2. • 目的：模拟带电体靠近设备时产生的非接触式放电。
   • 方法：放电枪接近但不接触设备，通过空气间隙放电（电压可达15kV）。
   • 应用：评估绝缘外壳或非导电部件的抗干扰能力。
3. • 目的：确保静电通过接地系统有效释放。
   • 工具：接地电阻测试仪。
   • 标准：ANSI/ESD S20.20要求接地电阻≤1Ω。
   • 对象：工作台、地板、人员佩戴的防静电手环等。
4. • 目的：评估工作区域内的静电场强度是否超标。
   • 设备：静电场计或静电电压表。
   • 安全阈值：一般要求静电场强＜100V/cm。
5. • 方法：将被测物置于法拉第笼内，施加高压后检测内部电场变化。
   • 判定标准：屏蔽效能≥30dB（衰减99.9%的电场）。
6. • 目的：评估材料消散静电电荷的速度。
   • 标准：ANSI/ESD STM11.11规定消散时间＜2秒（从5kV降至50V）。
   • 适用对象：防静电地板、包装材料等。
7. • 原理：模拟人体带电（典型电容100pF，电阻1.5kΩ）对器件的放电。
   • 标准：JEDEC JS-001（测试等级：Class 0至3A）。
   • 应用：半导体器件的ESD耐受能力评估。
8. • MM测试：模拟金属工具放电（电容200pF，电阻0Ω），标准为JESD22-A115。
   • CDM测试：评估器件自身带电后的放电耐受性，标准为JESD22-C101。
9. • 表面电阻测试：区分导电（＜1×10⁴Ω）、静电耗散（1×10⁴–1×10¹¹Ω）和绝缘材料（＞1×10¹¹Ω）。
   • 静电衰减测试：依据ANSI/ESD STM11.31，确保电荷快速消散。

二、检测设备与环境要求

• 关键设备：ESD模拟器、静电电压表、表面电阻测试仪、法拉第笼、HBM/CDM测试机台。
• 环境控制：温度23±3°C，湿度40-60% RH（参考ANSI/ESD S20.20）。

三、应用领域

1. 电子制造业：PCB、集成电路生产的静电防护验证。
2. 汽车电子：车载ECU、传感器的ESD抗扰度测试（ISO 10605标准）。
3. 医疗设备：确保生命支持设备在静电环境下的可靠性。
4. 航空航天：极端环境下ESD防护（如MIL-STD-1686标准）。

四、