ESD測試
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
ESD測試的實(shí)例教程
二、跌落測試設(shè)備
以定向跌落試驗(yàn)機(jī)為例，其工作原理基于物理學(xué)中的自由落體運(yùn)動與碰撞力學(xué)，通過精準(zhǔn)控制跌落高度、角度與速度等參數(shù)，模擬手機(jī)在運(yùn)輸、搬運(yùn)、使用過程中可能遭遇的意外跌落場景，以此評估手機(jī)的耐摔性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及內(nèi)部元器件的穩(wěn)固性。
三、靜電放電（ESD）測試設(shè)備
在靜電放電測試領(lǐng)域，北京沃華慧通測控技術(shù)有限公司的 ESD 測試系統(tǒng)集成了智能協(xié)作機(jī)器人、LCD 視覺檢測、靜電槍、音頻檢測以及插拔機(jī)構(gòu)。協(xié)作機(jī)器人憑借精準(zhǔn)定位、安全靈活、操作簡便等特性，高效完成自動化檢測任務(wù)，確保手機(jī)在面對靜電干擾時都能穩(wěn)定運(yùn)行。
這對于日益智能化、集成化的手機(jī)，尤其是像 iPhone 17 這樣功能復(fù)雜的手機(jī)來說至關(guān)重要。因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)部的電子元器件越來越精密，對靜電的敏感度也越來越高，通過專業(yè)的 ESD 測試設(shè)備，能夠有效評估手機(jī)的抗靜電能力，保障用戶在各種環(huán)境下的正常使用。
總結(jié)：iPhone 17 性能測試的核心邏輯
iPhone 17 的性能測試需圍繞 “用戶實(shí)際體驗(yàn)” 展開 —— 既要通過基準(zhǔn)測試驗(yàn)證硬件的 “理論性能上限”，也要通過真實(shí)場景測試（如日常使用、極端環(huán)境、多任務(wù)協(xié)同）驗(yàn)證 “實(shí)際體驗(yàn)下限”，最終確保 “性能強(qiáng)、體驗(yàn)穩(wěn)、耐用性高”，符合蘋果對旗艦機(jī)型的定位。
展開 總結(jié)：
1、從EMS角度，抑制電路和干擾源之間的瞬態(tài)工模壓差；
2、從EMI角度，電容形成了高頻路徑，電路板內(nèi)部產(chǎn)生的高頻干擾會經(jīng)過電容流入機(jī)殼進(jìn)入大地；
二、電阻的作用
這個電阻可以防止ESD（靜電釋放）對電路板的損壞。假如只用電容連接電路板地和機(jī)殼地，則電路板是一個浮地系統(tǒng)。做ESD測試時，或在復(fù)雜電場環(huán)境中使用，打（進(jìn)）入電路板的電荷無處釋放，會逐漸累積；累積到一定程度，超過了電路板和機(jī)殼之間的絕緣最薄弱處所能耐受的電壓，就會發(fā)生放電——在幾納秒內(nèi)，PCB上產(chǎn)生數(shù)十到數(shù)百A的電流，會讓電路因電磁脈沖宕機(jī)，或者損壞放電處附近連接的元器件。并聯(lián)該電阻，就可以慢慢釋放掉這個電荷，消除高壓。根據(jù)IEC61000的ESD測試標(biāo)準(zhǔn)10s/次（10s放完2kV高壓電荷），一般選擇1M~2M的電阻。如果機(jī)殼有高壓靜電，則該大電阻也能有效降低電流，不會損壞電路芯片。
安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二類產(chǎn)品的漏電流為0.25mA. 人體漏電流超過0.5mA,就會感覺到顫抖；220V/0.25mA=880k,所以我們常取值1M。
總結(jié)：
慢慢釋放電路板累計(jì)的電荷，消除靜電高壓；
最后留一個問題：外殼有金屬與非金屬之分，那么當(dāng)外殼是非金屬時，整機(jī)的地是如何處理的呢？
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展開 基本杜絕生產(chǎn)過程ESD損傷IGBT導(dǎo)致失效問題。ST新品ESD水平測試測試數(shù)據(jù)如表4，AB兩個廠家IGBT柵極ESD測試對比數(shù)據(jù)如圖9所示。
圖9 IGBT柵極ESD水平測試對比
2）實(shí)施汽車級PPAT篩選測試標(biāo)準(zhǔn)，增加100%片芯閂鎖效應(yīng)測試，廠家在片芯測試（增加PPAT測試篩選VTH、BVCES、VCESAT參數(shù)）環(huán)節(jié)實(shí)施片芯閂鎖效應(yīng)測試篩選。PPAT測試能夠消除任何可能離群值或鎖存弱點(diǎn)如圖10所示，把離散的有質(zhì)量可靠性問題物料全部剔除。
圖10 片芯測試篩選標(biāo)準(zhǔn)圖
3）IGBT內(nèi)部增加5A/600V續(xù)流二極管，用于防止IGBT可能出現(xiàn)的負(fù)壓，解決IGBT反向負(fù)壓導(dǎo)致IGBT失效問題，提高IGBT在復(fù)雜環(huán)境工作的可靠性。
4）IGBT柵極驅(qū)動穩(wěn)壓二極管重新選型，將工作電壓由24V改為20V。
調(diào)整前段穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值，保證工作冗余量。TC4427芯片極限工作電壓大于22V，實(shí)際測試平均工作極限耐壓值23V，IGBT驅(qū)動電路使用穩(wěn)壓二極管為24V，不能有效驅(qū)動IGBT保護(hù)電路，驅(qū)動芯片失效，導(dǎo)致IGBT擊穿失效。測試TC4427芯片（IGBT驅(qū)動芯片）各個批次的極限工作電壓大于22V（符合規(guī)格書），普遍小于24V，分析將線路設(shè)計(jì)中的24V穩(wěn)壓二極管變更成20V后，可以更好保護(hù)電路中的驅(qū)動芯片和IGBT，如圖11所示。
圖13 IGBT驅(qū)動電路圖
5）驅(qū)動芯片改為IR4427芯片，該芯片柵極耐壓相對較高，TC4427耐壓在22~23V，IR4427極限耐壓在25~27V。
6）提升散熱效率，改變散熱器加工工藝，由金屬拉絲工藝改為銑削工藝，提高散熱器裝配面的粗糙度，由0.15mm降低0.05mm，IGBT散熱效率大幅度提升。
展開 b,用示波器跟蹤充電過程，觀察電壓是否有突變，測試多個充電周期，沒有發(fā)現(xiàn)有電壓突變。
c,用示波器捕捉充電啟動瞬間，觀察是否有很大的沖擊電壓和沖擊電流。測試結(jié)果如下圖，最大沖擊22V,沖擊電流3.99A,經(jīng)過很多次測試，TVS管并有被損壞。查看TVS管規(guī)格書，它的最大承受的沖擊電壓是42V.
2, 做ESD測試實(shí)驗(yàn)，看靜電是否會把TVS管損壞。
a,用+/-15KV的靜電接觸放電對著充電片進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，測試完成，檢查TVS管，沒有被損壞。后面又做了+/-20KV和+/-30KV的靜電接觸放電測試實(shí)驗(yàn)，TVS管也沒有被損壞。
b,用+/-20的靜電空氣放電對著裸露在空氣中的TVS管進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，測試完成，檢查TVS管，沒有被損壞。后面又做了+/-30KV的靜電空氣放電測試實(shí)驗(yàn)，TVS管也沒有被損壞。
3，用沒電的電池或者過放的電池做充電測試，看是否有大電壓或者大電流出現(xiàn)。
a,充電座先插電，再讓機(jī)器接觸充電極片充電，發(fā)現(xiàn)有的時候，剛開始充電電流很大，最大值有3點(diǎn)多A, 這時的TVS管發(fā)熱比較大，而且持續(xù)一段時間才慢慢降下來，達(dá)到正常值。
b,機(jī)器在充電的過程中，拔出充電座的插頭再插回去，充電的大電流很容易出現(xiàn)，而且發(fā)現(xiàn)有時充電大電流維持了整個充電周期，TVS管一直在發(fā)熱。測量此時的充電脈沖，發(fā)現(xiàn)占空比很大。
4，觀察了幾塊TVS管短路的板，發(fā)現(xiàn)有一塊上面的TVS管的三防漆有燒焦的跡象。
初步結(jié)論：機(jī)器的電池沒電或者過放時，在充電時，MCU檢測到電壓過小，采樣到電流過小時，會調(diào)大充電脈沖的占空比，使采到的充電平均電流達(dá)要求，導(dǎo)致充電時的最大電流過大，TVS管發(fā)熱。
展開 幾種典型的通用ESD保護(hù)電路
CAN Bus保護(hù)
數(shù)據(jù)線及接口保護(hù)
分享個人的ESD保護(hù)9大措施
最近在做電子產(chǎn)品的ESD測試，從不同的產(chǎn)品的測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這個ESD是一項(xiàng)很重要的測試：
如果電路板設(shè)計(jì)的不好，當(dāng)引入靜電后，會引起產(chǎn)品的死機(jī)甚至是元器件的損壞。
以前只注意到ESD會損壞元器件，沒有想到，對于電子產(chǎn)品也要引起足夠的重視。
ESD，也就是我們常說的靜電釋放(Electro-Static discharge)。
從學(xué)習(xí)過的知識中可以知道，靜電是一種自然現(xiàn)象，通常通過接觸、摩擦、電器間感應(yīng)等方式產(chǎn)生，其特點(diǎn)是長時間積聚、高電壓(可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的靜電)、低電量、小電流和作用時間短的特點(diǎn)。
對于電子產(chǎn)品來說，如果ESD設(shè)計(jì)沒有設(shè)計(jì)好，常常造成電子電器產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至損壞。
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ESD測試的最新內(nèi)容
?電容式觸摸IC - GTX312L的特點(diǎn)：
1、工作電壓范圍1.8V～5.5V，適配多種電源方案（如鋰電池、USB供電）兼容性強(qiáng)/
2、睡眠模式下電流低至4.5μA（低速采樣率8Hz）待機(jī)電流約10μA，顯著降低系統(tǒng)能耗
3、內(nèi)置低功率增強(qiáng)器與穩(wěn)壓電路（LDO）確保在電池供電設(shè)備中延長續(xù)航時間
4、可抵抗特斯拉線圈（“小黑盒”）等強(qiáng)電磁干擾，通過EMC測試
三、靜電放電（ESD）測試設(shè)備
在靜電放電測試領(lǐng)域，北京沃華慧通測控技術(shù)有限公司的 ESD 測試系統(tǒng)集成了智能協(xié)作機(jī)器人、LCD 視覺檢測、靜電槍、音頻檢測以及插拔機(jī)構(gòu)。協(xié)作機(jī)器人憑借精準(zhǔn)定位、安全靈活、操作簡便等特性，高效完成自動化檢測任務(wù)，確保手機(jī)在面對靜電干擾時都能穩(wěn)定運(yùn)行。
工采網(wǎng)代理的電容式觸摸芯片 - GTX312L搭載獨(dú)有的GreenTouch3LP?引擎算法，集成模擬補(bǔ)償電路和嵌入式數(shù)字噪聲濾波器，可抵御特斯拉線圈（小黑盒）等強(qiáng)電磁干擾，并通過EMC測試（ESD 8KV）即使在天線或地線密集布局的復(fù)雜場景下，也能確保觸摸響應(yīng)精準(zhǔn)無誤；相比之下，TSM12在復(fù)雜電磁環(huán)境下易出現(xiàn)誤觸或識別失敗問題，穩(wěn)定性較弱。
汽車IGBT模塊測試標(biāo)準(zhǔn)主要參照AEC-Q101和AQG-324，同時車企會根據(jù)自己的車型特點(diǎn)提出相應(yīng)的要求，主要測試方法包括：參數(shù)測試、ESD測試、絕緣耐壓、機(jī)械振動、機(jī)械沖擊、高溫老化、低溫老化、溫度循環(huán)、溫度沖擊、UHAST（高溫高濕無偏壓）、HTRB（高溫反偏）、HTGB（高溫刪偏）、H3TRB/HAST（高溫高濕反偏）、功率循環(huán)、可焊性。
汽車IGBT模塊測試標(biāo)準(zhǔn)主要參照AEC-Q101和AQG-324，同時車企會根據(jù)自己的車型特點(diǎn)提出相應(yīng)的要求，主要測試方法包括：參數(shù)測試、ESD測試、絕緣耐壓、機(jī)械振動、機(jī)械沖擊、高溫老化、低溫老化、溫度循環(huán)、溫度沖擊、UHAST（高溫高濕無偏壓）、HTRB（高溫反偏）、HTGB（高溫刪偏）、H3TRB/HAST（高溫高濕反偏）、功率循環(huán)、可焊性。
做ESD測試時，或在復(fù)雜電場環(huán)境中使用，打（進(jìn)）入電路板的電荷無處釋放，會逐漸累積；累積到一定程度，超過了電路板和機(jī)殼之間的絕緣最薄弱處所能耐受的電壓，就會發(fā)生放電——在幾納秒內(nèi)，PCB上產(chǎn)生數(shù)十到數(shù)百A的電流，會讓電路因電磁脈沖宕機(jī)，或者損壞放電處附近連接的元器件。并聯(lián)該電阻，就可以慢慢釋放掉這個電荷，消除高壓。
在做ESD放電測試時通常采用兩種方法：
接觸放電和空氣放電。
接觸放電
就是直接對待測設(shè)備進(jìn)行放電;空氣放電也稱為間接放電，是強(qiáng)磁場對鄰近電流環(huán)路耦合產(chǎn)生。
測試ESD時，無法通過ICE-1000-4-2的測試，CONTACT只能通過1100V，AIR可以通過6000V。ESD耦合測試時，水平只能可以通過3000V，垂直可以通過4000V測試。CPU主頻為33MHZ。有什么方法可以通過ESD測試？
手持產(chǎn)品又是金屬外殼，ESD的問題一定比較明顯，LCD也恐怕會出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象。
④ 在ESD敏感型 測試儀器生產(chǎn)線上，應(yīng)嚴(yán)格使用靜電電位測試監(jiān)視靜電電位的變化情況，以便及時采取靜電消除措施。
和EFT等測試
有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。
