智能手机的ESD测试
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由于ESD故障會(huì)造成手機(jī)工作異常,死機(jī),甚至損壞并引發(fā)其他的安全問(wèn)題,所以工信部強(qiáng)行要求手機(jī)產(chǎn)品在上市銷售前的入網(wǎng)測(cè)試中,必須進(jìn)行ESD及其他浪涌電流測(cè)試。
ESD標(biāo)準(zhǔn)文件
我國(guó)現(xiàn)用的靜電放電抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.2 等同于1995年的IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn),自1999年12月1日實(shí)施以來(lái),多次修改和完善。在IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定了具體的測(cè)試模型,測(cè)試環(huán)境,測(cè)試設(shè)備,測(cè)試平臺(tái)及判定標(biāo)準(zhǔn)。
另外比較常見(jiàn)的還有JESD22-A114-B(美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn),人體模型條件下電子元件的靜電放電敏感度試驗(yàn)),以及ESDSTM5.1:美國(guó)靜電放電協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),人體模型條件下電子元件的靜電放電敏感度試驗(yàn))。
測(cè)試模型與環(huán)境
對(duì)于手機(jī)ESD測(cè)試而言,以人體模型(HBM)為主。人體上的靜電電壓通常會(huì)達(dá)到8-10kV,在干燥環(huán)境,化纖衣服時(shí),甚至高達(dá)12-15 kV。
人體放電模型有兩種:接觸放電(Contact Discharge,ESD模擬器的電極與手機(jī)保持接觸,模擬器內(nèi)部的放電開(kāi)關(guān)激勵(lì)放電)與空氣放電(Air Discharge,ESD模擬器的放電電極靠近手機(jī),由模擬器靜電擊穿空氣,產(chǎn)生放電電流)。表1為標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的人體放電等級(jí)表。
IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn),為了盡可能使環(huán)境參數(shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,規(guī)定:
環(huán)境溫度:15~35℃
相對(duì)濕度:30%~60%
大氣壓力:86~106kPa
測(cè)試儀器
ESD測(cè)試需要儀器如下
1. 靜電放電發(fā)生器
靜電放電發(fā)生器的主要規(guī)范如下:
儲(chǔ)能電容:150pF±10%
放電電阻:330Ω±10%
充電電阻:50MΩ~100MΩ
輸出電壓:接觸放電 8kV(標(biāo)稱值)
空氣放電 15kV(標(biāo)稱值)
輸出電壓示值的容許偏差:±5%
靜電放電發(fā)生器主要由直流電壓發(fā)生器、充電電容、充電電阻、放電電阻、放電開(kāi)關(guān)和放電頭組成。直流高壓源對(duì)150pF電容充電,電容向放電回路端瞬間充電,從而模擬靜電放電過(guò)程。其等效電路圖如圖1所示
圖1. 靜電放電發(fā)生器等效電路圖
2.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試臺(tái)
IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的配置有一定要求,架構(gòu)圖如圖2所示
圖2. 測(cè)試臺(tái)架構(gòu)圖
標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的具體配置要求如下:
1.一張放置在接地參考平面上的0.8m高的木桌
2.平放在桌面上的水平耦合板(HCP),面積為1.6m*0.8m
3.豎放在桌面上的垂直耦合板(VCP),面積為0.5m*0.5m
4.一個(gè)0.5 mm厚絕緣墊,將手機(jī)電纜與HCP隔離;接地參考平面應(yīng)選擇厚度不小于0.25mm的銅或鋁合金薄板,其他參考平面的面積不得小于1㎡,且每邊至少應(yīng)伸出ECU或耦合板之外0.5m,并將它與電力系統(tǒng)大地相連
5.耦合板:應(yīng)采用和接地參考平面相同的金屬和厚度,而且經(jīng)過(guò)每段分別設(shè)置470kΩ的電阻與接地參考平面相連
ESD測(cè)試步驟
手機(jī)的ESD測(cè)試步驟如下:
1.調(diào)整手機(jī)的工作模式:待機(jī)模式或者通話模式
2.選擇靜電槍的放電模式:接觸放電和空氣放電
3.放電頻率:每點(diǎn)至少打10次,每次放電間隔時(shí)間為1s,每次放電后接地導(dǎo)走殘留電荷
結(jié)果判定
1.空氣放電
±5kV,±8 kV:待測(cè)手機(jī)無(wú)異常,功能正常則判定Pass,否則判定Fail
±15kV :非永久性故障判定為Pass,否則判定Fail
2.接觸放電
±3kV,±4 kV:待測(cè)手機(jī)無(wú)異常,功能正常則判定Pass,否則判定Fail
±8kV :非永久性故障判定為Pass,否則判定Fail
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靜電測(cè)試耦合板接兩個(gè)470K電阻作用是什么
在靜電放電實(shí)驗(yàn)中,靜電放電測(cè)試環(huán)境中,有兩塊耦合板上各要接一條帶
2個(gè)470K電阻的接地線。經(jīng)常有客戶
問(wèn)到,為什么要接2個(gè)470Kr電阻呢?不用一個(gè)電阻,而是采用兩個(gè),有什么特殊含義嗎?
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),靜電放電時(shí)都要進(jìn)行接觸放電中的間接放電試驗(yàn),具體是測(cè)試桌上鋪一水平耦合板,邊上同時(shí)立一
垂直耦合板,然后用靜電槍對(duì)水平和垂直耦合板進(jìn)行放電,看設(shè)備有無(wú)受到影響。這一測(cè)試是主要模擬人體對(duì)受
試設(shè)備邊上其它物體放電(簡(jiǎn)單點(diǎn)如手拿鑰匙),間接測(cè)試受試設(shè)備有無(wú)受到影響。
按照標(biāo)準(zhǔn),水平耦合板和垂直耦合板都是通過(guò)2個(gè)470K的電阻接地,而且2個(gè)電阻分布在接地線兩端,這下問(wèn)題
來(lái)了:
1. 這兩個(gè)電阻什么作用?
2.為什么用2個(gè)470K電阻?
3. 這兩個(gè)電阻為什么在接地線兩端?
第一個(gè)問(wèn)題或許大家知道,因?yàn)閷?duì)水平耦合板和垂直耦合板放電是通過(guò)瞬態(tài)的電磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)影響設(shè)備,所以這
兩個(gè)電阻就是為防止靜電荷沿地線快速泄放,靜電場(chǎng)也就產(chǎn)生不了了;另外高阻抗容易積累電荷,最終電荷也是
積累到這些電阻釋放掉了。
第二個(gè)問(wèn)題是因?yàn)槿梭w對(duì)地電阻大約
1M,兩個(gè)470K電阻正好差不多;
第三個(gè)問(wèn)題是將2個(gè)電阻放兩端,因?yàn)樽杩共黄ヅ?#xff0c;因此靜電荷產(chǎn)生的電流會(huì)在兩個(gè)電阻間來(lái)回反射直至消失,
減少了流到地上的電流。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的智能手机的ESD测试的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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