【电子行业标准(SJ)】 信息技术设备静电放电敏感度试验

中华人民共和国电子行业军用标准FL0122
SJ20154—92
信息技术设备静电
放电敏感度试验
Electrostatic discharge susceptibility testingfor information technology equipment1992-11-19发布
中国电子工业总公司
1993-05-01实施
1范围
中华人民共和国电子行业军用标准信息技术设备静电放申敏感度试验Electrostatic discharge susceptibility testingfor information technology equipment1.1主题内容
本标准规定了信息技术设备静电放电敏感度极限值和试验方法。1.2适用范围
本标准适用于在一般工作环境中工作的信息技术设备。2引用文件
电磁干扰和电磁兼容性名词术语GB6833
电子测量仪器电磁兼容性试验规范3定义
3.1信息技术设备（ITE）informationtechnologyequipment为下列用途而设计的一种设备：a.从外部数据源（例如数据输入线路或通过键盘）接收数据；SJ20154-92
b.对所接收的数据进行某些处理（例如计算，数据变换或记录，文件汇集、分类、储存、数据传送）
c.提供数据输出（送到其它设备，或者通过数据的再生或图象输出）。这种设备包括那些产生多种周期性二进制脉冲型电气（或电子）单元或系统，它们被用来完成诸如文字处理、电子计算、数据交换、记录、文件汇集、分类、存储、检索和传送以及将数据再生为图象等功能。
3.2降级degradation
降级是由于静电干扰使受试设备（EUT）的工作性能发生不应有的变化。这里不包括人为故障或突然失效。
3.3储能电容器
energystoragecapacitor
静电发生器电容，其值相当于充电到人体电压值的人体等效电容值。3.4静电放电（ESD）electrostaticdischarge两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电电荷中国电子工业总公司1992-11-19发布1993-05-01实施
的转移。
3.5耦合板couplingplane
SJ20154—-92
金属片或板，在其上面放电以模拟靠近EUT的静电放电。3.6保持时间holdingtime
在放电之前，由于泄漏使电压值降低10%所需的时间间隔。3.7接触放电方法contactdischargemethod在本方法中，ESD信号源放电电极与EUT固定接触，放电实施由ESD信号源中的放电开关控制。
3.8空间放电方法airdischargemethod本方法中，ESD信号源的放电电极接近EUT，放电由EUT与放电电极间的间隙控制。3.9直接放电directapplication直接在EUT上进行放电。
3.10间接放电indirectapplication在接近EUT的耦合板上进行放电，用来模拟在靠近EUT的物体上的放电。4一般要求
4.1标准的大气条件
试验室内试验的标准大气条件应满足下列要求：环境温度：10~35℃；
b.相对湿度，30%~60%；
c.大气压：68106kPa。
注：超过此范围的其它值必须得到制造厂、用户和试验室的认可。4.2电磁环境
试验室内的电磁环境不应影响测试结果。5详细要求
5.1静电放电敏感度极限值
静电放电敏感度极限值见表1。
表1静电放电敏感度极限值
试验电压等级
5.2设备要求
5.2.1ESD信号源
接融放电测试电压
另行规定
ESD信号源示意图见图1。
空间放电测试电压
另行规定
EUT失效判据
见5.7.1a
见5.7.1b
见5.7.1c
由产品标准规定
直流高
压电源
50~100M
SJ2015492
图1静电放电信号的基本电路
ESD信号源的参数
能量存储电容（C，和Ca)150pF士10%；放电电阻（R)330Q±10%：
充电电阻（Ra）50~100MQ：
源电压220kV；
电压显示允许误差
±5%：
保持时间最短5s；
单次放电（时间间隔至少1s）和连续放电；放电方式3
放电电流波形参数：见表2和图2。注：1)
C。为杂散电容。
在放电能量存储电容器上测得的开路电压。为了满足初测要求，ESD信号源重复频率至少20次/s。表2放电电流波形参数
放电电压
电压幅度
放电电流
第一峰值
A±10%www.bzxz.net
上升时间（t.)
放电开关
30ns时
电流值
A±30%
放电电极
60ns时
电流值
A±30%
峰值电流2
峰值电流1
t=0.7~1ns
SJ20154--92
图2静电放电电流波形
5.2.1.2ESD信号源的电磁兼容性要求ESD信号源应满足GB6833的要求，以保证EUT或辅助测试设备不受寄生效应的影响。5.2.1.3ESD信号源的结构要求
a.能量存储电容器（如果是独立元件），放电电阻和放电开关尽可能靠近放电电极，放电电极的尺寸由图3和图4给出。
25°~40°
图3接触放电ESI)信号源放电电极的结构88
图4空间放电ESD信号源放电电极的具体结构12±8.s
SJ20154-—92
独立的能量存储电容器的放电回路电缆长度约为2m，以保证ESD信号源的放电波b.
形满足图2的要求。电缆表层应提供足够的绝缘以防止放电电流不通过放电电极而通过操作人员或导体表面流动。在ESD测试中，这根放电回路电缆应与参考接地平板相连，当放电电缆的长度超过需要时，如果可能，其超长部分应置于无感的接地平板之外，并且和测试设备其它导电平面的距离大于0.2m。
5.2.2对监测设备的要求
使用监测设备以鉴别EUT所受的功能性干扰。应注意，外部监测设备如果和EUT的电路部分直接相连，可能导致错误的测试结果。因此，应将EUT尽可能远离驱动和监测设备放置，以使其相互隔离（例如将其移到隔离的屏蔽间内）。如果上述措施不可行，必须保证测量和监测设备具有足够的抗扰度，以防止临近的ESD对测试产生影响。
5.3EUT工作状态
EUT应在可对该设备的敏感度进行正确评价的状态下工作。测试程序和软件应使EUT在所有的正常工作方式下运行。推荐采用在正常工作方式下能使EUT全面运行的特殊的运行软件。为了使测试结果准确，EUT应在预先确定的所有敏感状态下连续工作。5.3.1显示设备
采用和发射测试相同的图形，如满屏显示字符“H”。如果具有图形支持，可以选用相间的竖线、同心圆或翻转的棋盘格等测试图形。5.3.2打印设备
使用规定用于显示设备的图形，对于绘图仪测试可以使用水平和垂直线组成的栅格、交叉线、圆或它们的组合图形。
5.3.3硬盘
硬盘单元通常使用能够满足测试程序要求的固化程序。5.3.4主存储设备
主存储设备在测试时交替读写其保持的存储信息。5.3.5中央处理器
中央处理器应按分类、检索、计算或上述三种状态交替运行。5.4测试布置
5.4.1台式设备的测试布置
测试布置见图5。
对水平辆合板进行
放电的典型位置
接地参考板
SJ20154—92
直接放电的典型位置
水平耦合板
绝缘材料
信号源
木桌（0.8m高）
图5试验室桌面放置设备的测试布置5.4.1.1参考接地平板
在试验室中需安放参考接地平板，该平板使用至少0.25mm厚的铜（或铝）板，其它金属材料也可使用，但厚度至少为0.65mm。参考接地平板面积最小为1m，其尺寸应保证在每个方向上至少伸出EUT或耦合板0.5m。参考接地平板应和安全接地系统相连，参考接地平板的连接和所有的搭接应保持低阻抗。5.4.1.2EUT
EUT应按其正常工作状态摆放和连接，与试验室墙壁或其它任何金属结构的距离最少为1m，并按安装规范接地。电源电缆和信号电缆的方向和长度应与实际安装条件一致。EUT和所有连接电缆应置于0.5mm厚的绝缘支撑物上，以和水平耦合板绝缘.EUT的任何安装底座都应予以保留。
5.4.1.3耦合板
置于木桌上的水平耦合板面积为1.6m×0.8m，距木桌边缘0.1m，通过两只串联的470k2的电阻与参考接地平板相连（除此之外，该耦合板不应与任何金属相连）。耦合板的材料类型及厚度都与参考接地平板相同。当EUT太大，超过水平耦合板各个边缘0.1m时，应使用垂直耦合板。该耦合板尺寸为0.5m×0.5m，置于EUT距水平耦合板边缘最近的一边，距EUT0.3m处。6
5.4.2落地式设备的测试布置
测试布置见图6
直接放电的典型位置
放护导体
ESD信号源
绝缘材料0.1m厚）
接地参考板
SJ20154—92
0.5mX0.5m
垂直耦合板
对垂直耦合板进行
放电的典型位置
功率电缆
信号电缆
图6试验室内落地式设备的测试布置5.4.2.1参考接地平板
见5.4.1.1条
5.4.2.2EUT
ESD信号源
EUT应按其正常工作状态安装和连接，与试验室墙壁或其它任何金属结构的距离最少为1m。EUT应按安装规范接地。电源电缆和信号电缆的方向和长度应与实际安装条件一致。EUT和电缆置于0.1m厚的绝缘支撑物上，以和参考接地平板绝缘。EUT的任何安装底座都应予以保留。
5.4.2.3耦合板
对于落地式设备，将使用垂直耦合板，该耦合板的面积为0.bm×0.5m，距EUT0.1m，通过两只串联的470kn的电阻与参考接地平板相连（除此之外，该耦合板不应与任何金属相连)。耦合板的材料类型及厚度都与参考接地平板相同。5.4.3现场测试布置
测试布置见图7。
放护导体
ESD信号源
5.4.3.1参考接地平板
SJ20154—92
图7现场测试布置
接地参考板
在试验中需将参考接地平板置于绝缘地板上，与EUT的距离大约0.1m该参考接地平板使用的材料与5.4.1.1条中规定的相同，在安装条件允许时，面积为0.3m×2m，参考接地平板应和安全接地系统相连，如果EUT带有接地端子，参考接地平板不应与该端子相连。5.4.3.2EUT
EUT应按其正带工作状态摆放和连接。当EUT安装在金属桌上时，桌子两端应通过470kQ的电阻与参考接地平板连接，以防止静电积累。5.5测试计划
在正式测试前，需编制测试计划，该计划应包括：a.
EUT的典型工作状态；
测试对象是台式还是落地式设备；需要对水平耦合板还是垂直耦合板放电，如果可能，标出垂直耦合板的位置；确定的放电位置；
在每一点，是进行接触放电还是空间放电；一致性检验中，每一点的放电次数；另外，是否进行现场安装条件下的测试。g：
在编写测试计划之前，需要进行初测以确定测试计划中的某些内容。5.6测试方法
5.6.1直接放电
对导电表面及耦合板应进行直接放电试验。测试步骤：
a。测试布置应满足5.4条的相应规定：b。ESD信号源放电电极应与所要进行的放电表面垂直（这对测试结果的可重复性影响8
很大)；
SJ20154-92
在放电开关打开前，放电电极应与放电点接触：c.
d。正式测试之前，在用户操作（包括用户维修）时可触及的点或表面上进行（见附录C）初测，以确定放电点及使用的放电电极的极性1；正式测试应在预先选择的放电点上进行，放电的时间间隔至少1s2）。e.
f.在每一放电点上至少进行10次放电：g。测试电压按试验电压等级从最小逐渐增加到最大，以确定失效的门限值，测试电压不应超过规定的试验电压，以免损坏EUT；h.当导电底板上覆盖有涂层时，应遵守下列程序：如果产品标准中没有注明表面涂层是绝缘的，那么，ESD信号源的放电电极端应刺透涂覆层以实现与导电底板的接触。当产品标准中注明涂层是绝缘的，那么，只有当涂层的电压承受能力超过某一放电等级的空间放电电压时才能按绝缘涂层处理。在这种表面不进行接触放电。应在测试试验室中检验上述标称的涂层绝缘能力，如果不能满足规定的性能指标，那么将认为EUT在ESD试验中失效。
注：1）放电点和使用的电极极性可以通过20次/s或更多的放电来研究选择。2）如果EUT恢复时间超过1s，需要增大两次ESD试验的时间间隔，5.6.2空间放电试验
空间放电适用于绝缘表面
测试步骤：
a.放电电极（见图4)尽可能快的接近并触及EUT（注意：不要对EUT表面形成机械损伤）；
每一次放电后，ESD信号源的放电电极将离开EUT；正式测试之前，在用户操作（包括用户维修）时可触及的点或表面（见附录C）上进行c.
初测，以确定放电点及使用的放电电极的极性1；d.正式测试应在预先选择的放电点上进行，放电的时间间隔至少1s2\。e.在每一放电点上至少进行10次放电；f.测试电压按试验电压等级从最小逐渐增加到最大，以确定失效的门限值，测试电压不应超过规定的试验电压，以免损坏EUT注：1）放电点使用的电极极性可以通过20次/s或更多的放电来研究选择。2）如果EUT恢复时间超过1s，要增大两次ESD试验的时间间隔。5.6.3间接放电试验
适用于模似在固定或安装在离EUT很近的设备上的放电。测试要求：
a.测试布置应满足5.4条的相应规定；在放电开关打开前，放电电极应与放电点接触；b.
正式测试之前应进行初测，以确定放电电极的极性1\；e.
正式测试时，放电的时间间隔至少1s2。f.测试电压按试验电压等级从最小逐渐增加到最大，以确定失效的门限值，测试电压不应超过规定的试验电压，以免损坏EUT；-9-
SJ20154-92
法：1）使用的电极极性可以递过20次/s或更多的放电来研究选择。2）如果EUT复时间超过1s，带要增大两次ESD试验的时间间隔。测试时，除应满足本条a～f项的规定外，还应遵守以下规定。对置于EUT下的水平耦合板进行放电：在耦合板的前面边缘处至少进行50次放电；ESD信号源放电电极应与耦合板前面边缘垂直（见图5）。
对垂直耦合板进行放电：
帮合板应依次置于EUT四个表面的不同位置：在每个位置上，对垂直耦合板一个边的中央（见图6）进行10次放电，放电电极应与该边垂直。5.7测试结果的评价
对于不同等级的试验电压，EUT应能满足下列要求；对于1级放电电压，EUT应能正常工作；a.
b，对于2级放电电压，EUT某些功能暂时受到损坏，但不需要重新启动可自行恢复；c对于3级放电电压，EUT某些功能暂时受到损坏，在系统重新启动后可自行恢复。5.8试验报告的处理
2.试验结束后，EUT的运行结果和试验以前的结果比较，所有试验结果都应记入试验报告，并附上适当的照片和示意图，b.试验报告中需记录试验结论；试验报告中应记录测试条件。
SJ20154--92
附录A
环境电平对放电的影响
（参考件）
静电的产生需要合成纤维和于燥的空气共同作用。放电过程亦不尽相同。一般情况下，当一个人在地毯上行走时，每行进一步，电子都会从行进者身上转移到纤维上。操作者衣服和椅子的摩擦也能产生电荷的互换，操作者身体上的电荷可以通过直接或静电感应的方式放电，对于后者，除非对操作者提供合适的接地，一般的地毯不起防护作用。图A1示出了不同的纤维能够产生的放电电压与大气相对湿度的关系曲线。设备被注入的静电电压值，取决于合成纤维的类型及环境的相对湿度。电压（kV）
毛织品
抗静电材料
合成纤维
405060
相对湿度（%）
大气湿度与放电电压的关系曲线11
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。