IEC, IEC 61000-4-2 standardında, Elektrostatik Deşarjı (ESD) “yakın veya doğrudan temas yoluyla farklı elektrostatik potansiyele sahip cisimler arasında elektrik yükü transferi” olarak tanımlar.

Elektrikli ve elektronik ekipmanlar elektrostatik diskarja nasıl maruz kalır?

ESD test standartları, elektrostatik deşarjlara maruz kaldığında elektrikli ve elektronik ekipmanların performansını değerlendirmek için ortak ve tekrarlanabilir bir temel oluşturmaktadır.

Elektrostatik Deşarj (ESD) testi, elektrikli ürünlere veya bileşenlere uygulanan Elektromanyetik Uyumluluk (EMC) testlerinden biridir. ESD testi, EMC test türlerinden biri olan bağışıklık testi olarak kategorize edilir. ESD testi ilgili ürün standardına ve ESD standardına göre yapılır. ESD test standartları ürüne ve kullanım alanına bağlıdır.

ESD testi sırasında hangi test cihazı kullanılır?

Elektrostatik Deşarj testi aşağıdakiler tarafından gerçekleştirilir
ESD jeneratörleri veya simülatörleri
. Şekilleri tabancaya benzediği için tabanca olarak adlandırılabilirler. ESD tab ancalarının 15kV, 16kV, 30kV veya daha fazla gibi maksimum voltaj seviyelerine göre farklı versiyonları vardır.

ESD testi için hangi standartlar uygulanır?

ESD standartlarına atıfta bulunan birçok ürün standardı vardır. ESD testinden önce, ürünün veya EUT’nin özellikleri kontrol edilmeli ve doğru standartlar seçilmelidir. Ticari nihai ürünlerin çoğu aşağıdaki kapsamdadır

IEC 61000-4-2

Standart. Otomotiv için,

ISO 10605

Hem tezgah üzerindeki elektronik modülleri hem de komple araçları değerlendirmek için test prosedürlerini açıklayan test prosedürleri kullanılır. ISO 10605, tahrik sisteminden (örn. kıvılcım ateşlemeli motor, dizel motor, elektrik motoru) bağımsız olarak her türlü karayolu aracı için geçerlidir. Aviyonikte kullanılan ürünler için çoğunlukla kullanılan standart RTCA DO-160’tır ve Bölüm 25 ESD test gereksinimlerini tanımlar.

ANSI/ESDA/JEDEC JS-001
standardı, bileşenlerin ve mikro devrelerin, tanımlanmış bir insan vücudu modeli (HBM) elektrostatik boşalmasına (ESD) maruz bırakılarak hasar veya bozulmaya karşı duyarlılıklarına (hassasiyet) göre test edilmesi, değerlendirilmesi ve sınıflandırılması prosedürünü belirler.

ANSI/ESDA/JEDEC JS-002
standardı, cihazların ve mikro devrelerin, tanımlanmış bir alan kaynaklı yüklü cihaz modeli (CDM) elektrostatik boşalmasına (ESD) maruz bırakılarak hasar veya bozulmaya karşı duyarlılıklarına (hassasiyet) göre test edilmesi, değerlendirilmesi ve sınıflandırılması prosedürünü belirler. Tüm paketlenmiş yarı iletken cihazlar, ince film devreleri, yüzey akustik dalga (SAW) cihazları, opto-elektronik cihazlar, hibrit entegre devreler (HIC’ler) ve bu cihazlardan herhangi birini içeren çok çipli modüller (MCM’ler) bu standarda göre değerlendirilmelidir. Testleri gerçekleştirmek için, cihazlar nihai uygulamada beklenene benzer bir pakete monte edilmelidir.

ESD testi ile ilgili çeşitli standartlar vardır. ESD Test Standartları hakkında daha fazla bilgi edinin.

Tanımlar

Her bir standardın terimlerini anlamak için standartların tanımlarını kontrol etmeniz gerekir. ISO 10605:2008’de verilen aşağıdaki tanımları kontrol edin:

Hava Tahliyesi

Test jeneratörü elektrodunun test edilen cihaza (DUT) yaklaştırılmasıyla karakterize edilen test yöntemi; deşarj DUT üzerinde ark oluşturarak gerçekleşir

İletişim Tahliyesi

test jeneratörü elektrodunun DUT ile teması ile karakterize edilen test yöntemi, burada deşarj jeneratör deşarj anahtarı tarafından başlatılır

Test Altındaki Cihaz (DUT)

test edilmek üzere tanımlanan tek bir bileşen veya bileşen kombinasyonu

Doğrudan Deşarj

doğrudan DUT üzerinde deşarj

ESD jeneratörü

insan ESD modelini simüle eden cihaz

Zemin Referans Düzlemi (GRP)

potansiyeli ortak referans olarak kullanılan düz iletken yüzey (Uygulanabildiği durumlarda, DUT’nin test voltajının ve operatör topraklamasının da toprak düzlemine referanslanması tavsiye edilir).

Bekleme Süresi

Deşarjdan önce kaçak nedeniyle test voltajındaki düşüşün %10 olduğu zaman aralığı

Yatay Bağlantı Düzlemi (HCP)

DUT’ye bitişik nesnelere elektrostatik deşarjı simüle etmek için deşarjların uygulandığı yatay yönde yönlendirilmiş metal düzlem

İnsan ESD modeli

otomotiv koşulları için elektrostatik deşarj kaynağı olarak yüklü bir kişiyi karakterize eden pasif elemanlar ve voltaj ağı

Dolaylı Deşarj

DUT yakınındaki bir kuplaj düzleminde deşarj (Deşarj akımı, DUT’u etkileyebilecek geçici bir alan üretir. Dolaylı deşarj, DUT’nin yakınındaki öğeler üzerinde bir insan tarafından yapılan deşarjı simüle eder).

Yüzey

kesintisiz konut alanı, boşluk veya açıklık

ESD Test Seviyeleri

Her ESD test standardı, EUT’ye uygulanacak ESD test seviyelerini tanımlar. IEC 61000-4-2 test seviyelerini aşağıdaki gibi listeler:

Seviye	İletişim deşarjı Test Gerilimi (kV)	Hava tahliyesi Test Gerilimi (kV)
1	2 kV	2 kV
2	4 kV	4 kV
3	6 kV	8 kV
4	8 kV	15 kV
X	özel	özel

X seviyesi, üretici ve alıcı arasında müzakere edilecek veya ürün komitesi tarafından tanımlanacak açık bir seviyedir.

EUT, kurulum ortamı veya kullanım ortamı için geçerli test seviyelerine göre test edilmelidir. IEC 61000-4-2 bir test standardı olduğundan ve bir ürün standardı olmadığından, ESD test seviyelerini geçerli ürün standardından kontrol etmeniz gerekir. Örneğin, tıbbi cihazlar için IEC/EN 60601-1-2 standardı test seviyelerini hava deşarjları için -/+2kV, -/+4kV ve -/+8kV ve temas deşarjları için -/+2kV, -/+4kV ve -/+6kV olarak tanımlar. IEC/EN 60601-1-2 ESD test seviyelerini tanımlar ve ESD testinin nasıl yapılacağını IEC 61000-4-2’ye atıfta bulunur.

Kısmen IEC 61000-4-2’ye dayanan ve otomotive özgü gereksinimleri tanımlayan ISO 10605 gibi diğer ESD test standartları, yukarıdaki tabloda gösterilen seviyelerden daha yüksek test seviyeleri tanımlayabilir. Bu nedenle, ürün standardınızı tanımlamanız, ürününüz için ESD test seviyelerini tanımlamanızı kolaylaştıracaktır. ESD test seviyeleri 30 kV’a kadar çıkabilir ve bu seviyeler 30 kV üretebilen ESD jeneratörleri ile uygulanabilir.

ESD Jeneratör Parametreleri

IEC 61000-4-2 genel ESD jeneratör parametrelerini aşağıdaki gibi tanımlar. IEC 61000-4-2’de bir güncelleme olduğunda bu parametreler güncellenebilir.

Gerilim aralığı kontak deşarj modu	en az 1 – 8 kV
Gerilim aralığı hava deşarj modu	en az 2 – 15 kV
Çıkış gerilimi doğruluğu	5’e eşit veya daha az
Çıkış polaritesi	olumlu ve olumsuz
Kontak deşarj modunda kısa devre akımının yükselme süresi (%10 ila %90)	0,7 – 1 ns
Bekleme süresi	en az 5 saniye.
Tipik depolama kapasitansı	150 pF
Tipik deşarj direnci	330 ohm

IEC 61000-4-2, bir ESD jeneratörü AC veya DC harici bir besleme kaynağından beslendiğinde veya ayrı bir ünite tarafından kontrol edildiğinde ve bu kablo ESD jeneratörü dönüş akımı kablosuyla birleştirilmediğinde, bu kablodan istenmeyen akım akabileceğine dikkat çekmektedir.

Her ESD standardı, ESD testi sırasında kullanılacak simülatör veya jeneratörün parametrelerini tanımlar.

ESD testi nasıl gerçekleştirilir?

ESD testi, test kurulumu ve ekipmanları diğer EMC testlerine kıyasla daha basit olduğu için gerçekleştirilmesi en kolay EMC testlerinden biridir.

ESD testleri, tasarım doğrulaması veya ürün sertifikasyonu için gerçekleştirilir. ESD testi sırasında, Test Edilen Ekipman (EUT) aşağıda gösterilen öğelerle test edilir

ESD Jeneratörü / Simülatörü / Tabancası

ESD Test Tablosu

Yatay Bağlantı Düzlemi (HCP)

Dikey Bağlantı Düzlemi (VCP)

Uygun direnç ve topraklama

Her bir ürün uygulanan standarda göre seçilir. ESD test düzenekleri uygulanan standarda göre hazırlanır. IEC 61000-4-2’ye göre ESD testleri yapmak istiyorsanız, bu standardı edinmeli ve teste başlamadan önce kontrol etmelisiniz. Test düzeneğini hazırladığınızda (gerekli bağlantıları yaparak
ESD jeneratörü
, test masası, toprak düzlemleri, topraklama) ESD test uzmanı (teknisyen veya mühendis) ESD sinyallerini EUT’ye uygular ve performansını kontrol eder. ESD simülatörü veya tabancası tarafından üretilen her ESD sinyali sayılır ve raporlama için kaydedilir. EUT uygulanan ESD test standardını geçerse, test kurulumlarının fotoğrafı, ölçüm sonuçları ve kayıtları bir test raporu olarak belgelenir.

ISO 10605 ESD Test Kurulumu Gereksinimleri