汽車電子組件靜電放電標(biāo)準(zhǔn)比較
發(fā)布日期： 2019-12-13 瀏覽人數(shù)：
靜電放電標(biāo)準(zhǔn)
汽車電子組件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國(guó)家或地區(qū)的不同，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可能也隨之不同，可能采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也可能采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也可能采用汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了汽車組件產(chǎn)品更好的復(fù)合各地區(qū)的要求，我們將對(duì)不同靜電放電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析。
靜電放電標(biāo)準(zhǔn)主要由國(guó)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
注：從表中可以看出，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一直是企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室追隨的標(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
靜電是通過(guò)兩個(gè)物體之間因摩擦而不能轉(zhuǎn)移，這些積累的電荷就產(chǎn)生了靜電，靜電放電可以通過(guò)傳導(dǎo)和輻射兩種方式對(duì)電子元件、PCB干擾，影響系統(tǒng)工作，靜電放電基本上分為2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，而汽車組件的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)人體模型進(jìn)行模擬靜電放電的。下圖是人體模型的原理圖，其中電阻代表人體電阻，電容C是代表人體的電容。
試驗(yàn)方法及測(cè)試布置
1、試驗(yàn)環(huán)境要求
表2 環(huán)境要求
注：我們通過(guò)靜電放電原理可知， 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，上表中可看出，每個(gè)車企業(yè)的要求接近于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，要比基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，對(duì)于克萊斯勒和寶馬企標(biāo)里并沒(méi)有明確說(shuō)明溫濕度要求，但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的追溯原則，需要向上級(jí)追溯，所以還是以ISO 10605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(yàn)波形的上.升沿和電流峰值而且還給出校驗(yàn)t1和t2處（不同的RC組合有不一樣的t1和t2）的電流值，見(jiàn)表3。
表3 接觸放電模式的電流特性
圖中：X 時(shí)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(shí)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(yàn)代表人體直接通過(guò)皮膚放電。而用330Ω電阻的試驗(yàn)代表人體通過(guò)金屬部件，例如工具、鑰匙和戒指等的放電。用330Ω電阻的試驗(yàn)要比用2kΩ電阻的試驗(yàn)來(lái)得嚴(yán)格，在相同電阻情況下，電容越大，試驗(yàn)越嚴(yán)格。
3、試驗(yàn)方式
對(duì)于ISO 10605:2008規(guī)定，放電有接觸放電和空氣放電兩種，測(cè)試時(shí)優(yōu)選接觸放電，對(duì)于縫隙和放電頭不能接觸到的地方，則選擇空氣放電，各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也等同于此標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于IEC6100-4-2規(guī)定，放電有接觸放電，空氣放電和間接放電，對(duì)于引用此標(biāo)準(zhǔn)的汽車企業(yè)還要進(jìn)行間接放電，例如，大眾，克萊斯勒。
4、測(cè)試布置
結(jié)合ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)都有電子組件測(cè)試和為包裝搬運(yùn)規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗(yàn)，對(duì)于整車靜電放電測(cè)試，部分車廠是要求的，這里主要對(duì)電子組件進(jìn)行分析比較。
4.1、電子組件（帶電狀態(tài)）
根據(jù)ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)布置要求，水平耦合板通過(guò)兩個(gè)470 kΩ電阻（圖3中13所示）與地參考平面相連，將電池的負(fù)極接到水平耦合板上，被測(cè)物置于水平耦合板上（50 ± 5）mm并離開(kāi)水平耦合板（HCP）的邊為0.1m， 靜電發(fā)生器的接地回路至少遠(yuǎn)離被測(cè)物20cm。
圖3對(duì)帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)的配置
備注：圖中，1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子5 水平耦合板（HCP） 6 接地點(diǎn) 7 地線連接 8 被試設(shè)備的遙控部件9 外部設(shè)備 10 電池 11 絕緣支撐（如有需求） 12 絕緣塊13 470kΩ電阻 14 地參考平面（GRP，選件） 15 水平耦合板（HCP）接地
注： 汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)參考了ISO 10605，IEC 61000-4-2 標(biāo)準(zhǔn)，但是有的廠商會(huì)根據(jù)自己的要求做了細(xì)微的調(diào)整，比如，接地電阻，因?yàn)榉烹姷尼尫乓矔?huì)根據(jù)接地電阻影響，雪鐵龍，福特企標(biāo)要求是1MΩ，克萊斯勒企標(biāo)并沒(méi)有要求測(cè)試帶電模式。
4.2 電子組件（不帶電狀態(tài)）
ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)要求靜電放電的試驗(yàn)表面與其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)（如屏蔽室的導(dǎo)電面）的最小距離是0.1m。放電試驗(yàn)時(shí)，被測(cè)物置于50mm的絕緣襯墊上，發(fā)生器的放電返回電纜應(yīng)距離被試設(shè)備至少0.2m ，靜電荷聚集可以通過(guò)快速連接泄放線具有高電阻（1MΩ）中被消除，見(jiàn)圖4配置。
圖4對(duì)不帶帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)的配置
備注：圖中，1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子 5 水平耦合板（HCP） 6 接地點(diǎn) 7 地線連接 8 消靜電的墊子
注：汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)主要參考了ISO 10605的不帶電組件測(cè)試布置，但是大眾，克萊斯勒汽車直接參考的IEC61000-4-2 測(cè)試布置，及測(cè)試方法，對(duì)于包裝搬運(yùn)規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗(yàn)在進(jìn)行模式放電時(shí)，主要根據(jù)人體模型，所以大眾參考IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是比較符合現(xiàn)場(chǎng)情況的，從表4可看出放電網(wǎng)絡(luò)150pF/330Ω放電能量要高與150pF/2000Ω，而不同的是克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)還要求進(jìn)行場(chǎng)耦合測(cè)試。
5 試驗(yàn)等級(jí)
參考ISO 10605附錄C要求，接觸放電 2 kV ~15 kV。空氣放電2 kV ~25 kV。
IEC61000-4-2 要求，接觸放電 2 kV ~8 kV,空氣放電2 kV ~15 kV并規(guī)定開(kāi)放等級(jí)
汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)，但是最高是25KV。
6 試驗(yàn)判據(jù)
ISO 10605 標(biāo)準(zhǔn)附錄C規(guī)定了四種失效判定依據(jù)，要求在每個(gè)測(cè)試等級(jí)完成后，都要對(duì)被測(cè)物進(jìn)行評(píng)估，而汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)根據(jù)測(cè)試等級(jí)給出相應(yīng)的判定級(jí)別。
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