Tujuan dan Prosedur Operasional Uji Imunitas Electrostatic Discharge (ESD).

Apa itu Pelepasan Elektrostatis (ESD)?

Pelepasan Listrik Statis (ESD) adalah salah satu sumber interferensi umum pada perangkat elektronik. Sesuai dengan standar nasional GB/T17626.2 (setara dengan standar internasional IEC61000-4-2), Pengujian Imunitas Pelepasan Listrik Statis (ESD) Pengujian imunitas ESD merupakan langkah penting untuk memastikan perangkat terlindungi dari efek gangguan pelepasan muatan listrik statis. ESD terjadi secara alami dan sering diamati ketika manusia melakukan kontak dengan perangkat semikonduktor. Misalnya, saat orang berjalan di atas karpet serat sintetis, gesekan antara sepatu dan karpet dapat menyebabkan penumpukan muatan listrik pada tubuh, yang menyebabkan pelepasan muatan listrik statis. Pelepasan tersebut dapat menghasilkan tegangan hingga 15kV, dengan bentuk gelombang pulsa arus yang memiliki waktu naik antara 100ps hingga 30ns.

Mengapa Melakukan Pengujian Pelepasan Elektrostatis?

Insinyur elektronik telah menemukan bahwa pelepasan muatan listrik statis berpotensi menyebabkan bahan semikonduktor terurai, sehingga mengakibatkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada perangkat. Selain itu, pelepasan muatan listrik statis dan perubahan medan elektromagnetik selanjutnya dapat menimbulkan risiko terhadap pengoperasian normal peralatan elektronik. Melalui pengujian kekebalan pelepasan muatan listrik statis, ketahanan perangkat terhadap pelepasan muatan listrik statis dapat dinilai, sehingga memastikan keandalan dan stabilitasnya dalam penggunaan praktis.

Tujuan utama pengujian pelepasan muatan listrik statis meliputi:

Menilai ketahanan perangkat terhadap pelepasan muatan listrik statis: Dengan menyimulasikan skenario di mana manusia berinteraksi dengan perangkat saat mengisi daya, pengujian pelepasan muatan listrik statis menentukan apakah perangkat dapat secara efektif menahan gangguan pelepasan muatan listrik statis eksternal.
Menguji stabilitas dan keandalan perangkat: Melalui pengujian, kinerja perangkat yang mengalami gangguan pelepasan muatan listrik statis dievaluasi untuk memastikan stabilitas dan keandalannya dalam penggunaan di dunia nyata.

Proses pengujian pelepasan muatan listrik statis biasanya melibatkan langkah-langkah berikut:

• Pengaturan kondisi pengujian: Parameter seperti kelembapan dan suhu diatur sesuai dengan persyaratan standar.
• Mensimulasikan pengisian daya pada tubuh manusia: Metode gesekan khusus digunakan untuk menginduksi muatan listrik pada tubuh manusia, untuk memastikan kepatuhan terhadap persyaratan pengujian.
• Pengujian kontak perangkat: Tubuh manusia yang terisi daya dikontakkan dengan perangkat yang sedang diuji, dan setiap kejadian pelepasan muatan listrik statis serta potensi dampaknya diamati dan dicatat.
• Evaluasi hasil: Hasil pengujian dievaluasi untuk menilai ketahanan pelepasan muatan listrik statis perangkat dan menentukan kepatuhan terhadap persyaratan standar.

Melalui pengujian imunitas pelepasan muatan listrik statis, potensi masalah yang mungkin dihadapi perangkat saat terkena pelepasan muatan listrik statis dapat diidentifikasi sejak dini, sehingga memungkinkan diambilnya tindakan yang tepat untuk meningkatkan stabilitas dan keandalan perangkat.

Uji imunitas Pelepasan Listrik Statis (ESD) menyimulasikan dua skenario:

• Pelepasan langsung: Ketika personel menyentuh perangkat secara langsung, menyebabkan pelepasan, dan dampaknya terhadap pengoperasian perangkat.
• Pelepasan tidak langsung: Saat personel menyentuh peralatan di dekatnya, sehingga mempengaruhi perangkat pengujian.

Konsekuensi dari pelepasan muatan listrik statis meliputi:

Pelepasan langsung dapat menyebabkan kerusakan pada komponen semikonduktor pada perangkat, yang mengakibatkan kegagalan permanen.
Pelepasan muatan listrik (baik langsung maupun tidak langsung) dapat menyebabkan perubahan medan elektromagnetik jarak dekat, yang berpotensi menyebabkan pengoperasian perangkat yang tidak diinginkan.

ESD61000-2_Simulator Pelepasan Listrik Statis

Metode pelepasan meliputi:

• Pelepasan langsung: Pelepasan kontak adalah bentuk yang lebih disukai, hanya menggunakan pelepasan celah udara ketika pelepasan kontak tidak memungkinkan, seperti ketika terdapat lapisan isolasi pada permukaan atau celah pada keyboard komputer.
• Pelepasan tidak langsung: Termasuk kopling horizontal (HCP) dan kopling vertikal (VCP).

The Pengujian kekebalan Electrostatic Discharge (ESD). mengevaluasi ketahanan perangkat terhadap pelepasan muatan listrik statis dengan mensimulasikan metode dan skenario pelepasan ini, menganalisis potensi dampak untuk memastikan keandalan dan stabilitas perangkat selama penggunaan sebenarnya. Preferensi pelepasan kontak sebagai metode pelepasan primer berasal dari kekurangan yang terungkap selama penerapan pendahulu standar IEC61000-4-2, yaitu standar IEC801-2. Standar IEC801-2 secara eksklusif menggunakan pelepasan celah udara, namun masalah mengenai keterulangan dan keterbandingan muncul selama penerapannya.

Alasan utama permasalahan ini mencakup berbagai kendala pada bentuk gelombang arus pelepasan pelepasan celah udara, seperti kecepatan elektroda pelepasan mendekati perangkat yang diuji, pengaruh bentuk permukaan perangkat terhadap distribusi kekuatan medan listrik, lingkungan, dan lingkungan. faktor (seperti suhu, kelembaban, dan tekanan udara), dan pengaruh tegangan pelepasan pada spektrum bentuk gelombang arus. Selain itu, pada saat itu, instrumen pengukuran tidak memadai untuk memenuhi persyaratan, seperti osiloskop yang tidak memiliki bandwidth untuk mengamati bentuk gelombang dengan waktu naik secepat 1 ns.

Untuk mengatasi kekurangan pelepasan celah udara pada hasil pengujian, koreksi dilakukan pada rancangan standar IEC1991-801 tahun 2, dengan memutuskan untuk memprioritaskan pelepasan kontak. Namun, pelepasan celah udara masih dipertahankan untuk perangkat pengujian dengan permukaan non-konduktif (seperti penutup plastik atau selubung logam yang dilapisi bahan isolasi). Keputusan ini bertahan hingga diterbitkannya standar IEC61000-4-2.

Isi eksperimental pengujian pelepasan muatan listrik statis meliputi:

• Mengklarifikasi kondisi pengoperasian umum perangkat yang diuji, termasuk fungsi, kinerja, dan mode pengoperasiannya.
• Menentukan apakah perangkat yang diuji diuji sebagai perangkat benchtop atau perangkat yang berdiri di lantai untuk memastikan bahwa proses pengujian mencerminkan kondisi kerja sebenarnya.
• Mengidentifikasi lokasi penerapan listrik statis, termasuk bagian penting dan posisi antarmuka perangkat yang diuji.
• Menentukan apakah pelepasan kontak atau pelepasan celah udara digunakan di setiap lokasi aplikasi untuk mensimulasikan kemungkinan skenario pelepasan muatan listrik statis di lingkungan kerja sebenarnya.
• Menentukan level (1 hingga 4, dan level terbuka opsional) untuk menguji produk berdasarkan persyaratan dari klien atau produsen.
• Dalam pengujian kesesuaian, menentukan jumlah pelepasan di setiap lokasi aplikasi untuk memastikan keakuratan dan keandalan hasil pengujian.

Hasil pengujian kekebalan pelepasan muatan listrik statis harus diklasifikasikan berdasarkan hilangnya fungsionalitas atau penurunan kinerja perangkat yang diuji. Tingkat kinerja yang relevan ditentukan oleh produsen perangkat, pemohon pengujian, atau disepakati bersama oleh produsen dan pembeli produk.

Disarankan untuk mengklasifikasikannya sebagai berikut:

Level A: Kinerja normal dalam batas yang ditentukan oleh produsen, peminta pengujian, atau pembeli.
Tingkat B: Hilangnya atau berkurangnya fungsi atau kinerja untuk sementara, namun dapat pulih dengan sendirinya setelah gangguan berhenti tanpa memerlukan intervensi operator.
Tingkat C: Hilangnya atau berkurangnya fungsi atau kinerja untuk sementara, sehingga memerlukan intervensi operator untuk pemulihan.
Tingkat D: Hilangnya fungsionalitas atau penurunan kinerja secara permanen karena kerusakan perangkat keras atau perangkat lunak, atau kehilangan data.

Klasifikasi ditentukan berdasarkan situasi aktual perangkat dan persyaratan pabrikan untuk memastikan penilaian akurat terhadap ketahanan perangkat terhadap pelepasan muatan listrik statis.