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    檢測認證專業解讀

    靜電放電測試中,接觸放電和空氣放電有何不同

    國家標準GB/T17626.2和國際標準IEC61000-4-2所提到的空氣放電和接觸放電是針對整機產品或PCB級別的抗ESD能力驗證。

    靜電放電全名:Electrical Static Discharge ,靜電試驗簡稱為ESD。

    一、靜電放電兩種放電方法

    靜電放電ESD試驗包含兩種放電類型:一種是接觸放電,另一種是空氣放電。

    空氣放電方法(air discharge method)將試驗發生器的充電電極靠近受試設備直至接觸到受試設備的一種試驗方法。

    接觸放電方法(contact discharge method)將試驗發生器的電極保持與受試設備的接觸并由發生器內的放電開關激勵放電的一種試驗方法。

    通常帶靜電物體(人體)可以直接接觸到的金屬部分采用接觸放電。帶靜電物體接觸不到的非金屬部分采用空氣放電。

    如存在未明確指明的絕緣層,應將放電頭刺穿絕緣層進行接觸放電;如明確指明為絕緣層,則應采用空氣放電。

    例如:一個帶塑料外殼的產品,外露的連接器需要采用接觸放電,而塑料殼的接縫需要采用空氣放電。接觸放電和空氣放電的電壓等級如下表所示,通常認為15kV的空氣放電等效于8kV的接觸放電。

    二、接觸放電和空氣放電有哪些不同

    1.靜電放電發生器接觸放電所用的槍頭為尖頭,而空氣放電槍頭為圓頭。

    2.兩種方法除了在槍頭上的不同,在IEC內置電壓等級也有不同,如信息技術產品,接觸測試+4kV,空氣+8kV在實際的實驗操作當中也有很大的區別。

    3.另外IEC標準當中明確的說到:在進行靜電放電接觸放電試驗時,槍頭對準產品后,再扣動扳機進行試驗;而在進行空氣放電試驗時,先扣動扳機再往被試產品上進行試驗。

    4.接觸放電為優先選擇試驗方法,空氣放電則為用在不能使用接觸放電的場合中。

    5. 對于空氣放電試驗,試驗應按照標準規定的試驗等級逐級實施,直至達到規定的試驗等級。對于接觸放電試驗,除非產品委員會有不同的規定,按照規定的試驗等級實施。

    6.接觸放電是優先選擇的試驗方法,空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合中。

    三、防護措施

    1.接觸放電防護措施

    (1)低阻抗接地設計:金屬外殼、接口等導電部件通過多點接地,接地阻抗需<1Ω。

    (2)瞬態電流分流: 在接口(如USB、HDMI)處并聯TVS二極管(響應時間<1ns)。

    (3)電源輸入/輸出端增加ESD防護器件(如PESD、TVS陣列)。

    2.空氣放電防護措施

    (1)絕緣與屏蔽設計:表面絕緣處理和電磁屏蔽。

    (2)減少耦合路徑:縫隙和孔徑控制,共模干擾抑制。外殼縫隙寬度<0.5mm(避免電弧穿透),或設計迷宮結構延長放電路徑。散熱孔采用蜂窩狀結構,孔徑<1mm并增加金屬網屏蔽。信號線使用共模扼流圈(CMC),抑制高頻輻射干擾。

    (3)軟硬件協同防護:MCU程序增加看門狗(Watchdog)和狀態自檢,ESD觸發后自動復位。關鍵數據存儲采用ECC校驗或雙備份機制,防止數據篡改。


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