根據(jù)國家或地區(qū)的不同,汽車電子組件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可能不同,國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)或汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地滿足各地區(qū)汽車零部件產(chǎn)品的要求,我們將比較和分析不同的靜電放電標(biāo)準(zhǔn)。
靜電放電標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn),IEC61000-4-2,ISO 10605 和各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成。
表1 靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)
注:從表中可以看出,國際標(biāo)準(zhǔn)一直是企業(yè)或?qū)嶒炇易冯S的標(biāo)準(zhǔn),都在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,大眾和克萊斯勒參考了ISO10605和IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。
靜電放電原理
靜電是由于摩擦而無法在兩個物體之間轉(zhuǎn)移的。這些積累的電荷產(chǎn)生靜電。靜電放電可以通過傳導(dǎo)和輻射對電子元件進(jìn)行干擾。PCB干擾影響系統(tǒng)工作。靜電放電基本上分為兩種模型。1.各種電子設(shè)備帶電引起的靜電;2.人體電荷引起的靜電,汽車零部件的基本標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要基于人體模型模擬靜電放電。下圖為人體模型的原理圖,其中電阻代表人體電阻,電容C代表人體電容。
試驗方法及測試布置
1試驗環(huán)境要求
表2 環(huán)境要求
注:通過靜電放電原理,靜電與環(huán)境有很大關(guān)系,通常溫度越低,濕度越低,越容易產(chǎn)生靜電,從上表可以看出,各汽車企業(yè)接近產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),比基本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格,克萊斯勒和寶馬標(biāo)準(zhǔn)沒有明確的溫濕度要求,但根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可追溯性原則,需要追溯到上級,以ISO10605要求為準(zhǔn)。
2、靜電發(fā)生器輸出特性的要求
ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了接觸放電電流波形,給出校驗波形的上.升沿和電流峰值而且還給出校驗t1和t2處(不同的RC組合有不一樣的t1和t2)的電流值,見表3。
表3 接觸放電模式的電流特性
圖中:X 時間,ns ;Y 電流,A
1:330pF/330Ω
2:150pF/330Ω圖1 150pF/330Ω、330pF/330Ω在5kV 電壓下的放電波形
圖中:X 時間,ns ;Y 電流,A
1:330pF/2000Ω
2:150pF/2000Ω圖2 150pF/2000Ω、330pF/2000Ω在5kV電壓下的放電波形
表4 放電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較
注:2kΩ電阻的試驗代表人體直接通過皮膚放電。而用330Ω電阻的試驗代表人體通過金屬部件,例如工具、鑰匙和戒指等的放電。用330Ω電阻的試驗要比用2kΩ電阻的試驗來得嚴(yán)格,在相同電阻情況下,電容越大,試驗越嚴(yán)格。
3.試驗方法
ISO10605:2008規(guī)定,放電有兩種:接觸放電和空氣放電。接觸放電在測試過程中是首選。對于間隙和放電頭無法接觸的地方,選擇空氣放電每個汽車企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也相當(dāng)于這個標(biāo)準(zhǔn)。
IEC6100-4-2規(guī)定,放電包括接觸放電、空氣放電和間接放電,以及引用此標(biāo)準(zhǔn)的汽車公司,如大眾和克萊斯勒。
4.測試布置
結(jié)合ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)準(zhǔn)包括電子組件測試和包裝處理規(guī)定的電子組件敏感性分類測試。一些汽車制造商需要車輛靜電放電測試。這里主要分析比較電子組件。
4.1.電子組件(帶電狀態(tài))
根據(jù)ISO10605:2008的標(biāo)準(zhǔn)布局要求,水平耦合板通過兩個470kΩ電阻(圖3中13所示)與地面參考平面連接,將電池的負(fù)極連接到水平耦合板上,被測物置于水平耦合板上(50±5)mm,離開水平耦合板(HCP)的邊緣為0.1m。
圖3.對帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗的配置
注:圖中,1被試設(shè)備2靜電放電發(fā)生器3靜電放電發(fā)生器4非導(dǎo)電桌5水平耦合板(HCP)6接地點7接地線連接8被試設(shè)備9外部設(shè)備10電池11絕緣支撐(如需要)12絕緣塊13470kΩ電阻14參考平面(GRP、選擇)15水平耦合板(HCP)接地。
注:汽車制造商標(biāo)準(zhǔn)參照ISO10605、IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn),但部分制造商會根據(jù)自己的要求進(jìn)行細(xì)微調(diào)整,如接地電阻,因為放電也會根據(jù)接地電阻、雪鐵龍、福特標(biāo)準(zhǔn)要求為1MΩ,克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)不需要測試帶電模式。
4.2.電子組件(無帶電狀態(tài))
ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)要求靜電放電試驗表面與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(如屏蔽室導(dǎo)電表面)的最小距離為0.1m。放電試驗時,被測物體放置在50mm的絕緣墊上,發(fā)生器的放電返回電纜應(yīng)距離被試設(shè)備至少0.2m。高電阻(1mΩ)可以消除靜電荷聚集,見圖4。
圖4對不帶帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗的配置
注:圖中,1被試設(shè)備2靜電放電發(fā)生器3靜電放電發(fā)生器4非導(dǎo)電桌5水平耦合板(HCP)6接地點7接地線連接8消靜電墊。
注:汽車制造商的標(biāo)準(zhǔn)主要參考ISO10605無帶電部件的測試布局,但大眾和克萊斯勒直接參考IEC61000-4-2的測試布局和測試方法。在模式放電過程中,包裝和處理規(guī)定的電子部件的敏感性分類測試主要基于人體模型,因此,公眾參考IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)更符合現(xiàn)場情況。從表4可以看出,放電網(wǎng)絡(luò)150pf/330Ω的放電能量高于150pf/2000Ω,不同的是,克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)還需要場耦合測試。
5.試驗等級
接觸放電2kV~15kV參照ISO10605附錄C要求??諝夥烹?kV~25kV。IEC61000-4-2要求接觸放電2kV~8kV,空氣放電2kV~15kV,并規(guī)定開放等級。汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是在這個標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行測試的,但最高是25KV。
6.試驗判據(jù)
ISO10605標(biāo)準(zhǔn)附錄C規(guī)定了四個故障判斷依據(jù),要求每個測試等級完成后評估被測對象,汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)測試等級給出相應(yīng)的判斷等級。