详细为你讲解电容器的ESD耐性

本文将对电容器的ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）耐性进行说明。

ESD耐性的测试方法

人体和设备所携带的静电向整机及电子元件放电时，由于增加了冲击性的电磁能量，则产品必须具备一定量ESD耐力。

ESD耐性测试方法根据产生静电的模型，分为以下三种：①HBM、②MM、③CDM。本文将为您详细讲解较为常用的ESD耐性测试方法 - HBM。

①HBM（Human Body Model，人体模型）：假设由人体静电放电时的测试

②MM（Machine Model，机械模型）：假设由机械静电放电时的测试

③CDM（Charged Device Model，带电设备模型）：假设由带电设备静电放电时的测试

HBM的ESD测试规格有AEC-Q200-002和IEC61000-4-2等，HBM模型如下表所示，并因规格有所不同。

AEC-Q200-002HBM的ESD测试电路及放电电流波形如图1、图2所示。

（i）开关2断开，开关1闭合，施加高压电源，充电用电容器（Cd）存储电量。

（ii）开关1断开，开关2闭合，对测试对象电容器（Cx）施加Cd存储的电量，进行测试。

Cx：测试对象电容器
Cd：充电用电容器
Rd：放电用电阻
Rc：保护电阻

图1：HBM的ESD测试电路
图2：放电电流波形

根据AEC-Q200-002，HBM的ESD测试流程如图3所示。根据图3的流程进行测试，耐电压等级如表1所示进行分类。

图3：HBM的ESD测试流程
表1：HBM的ESD测试流程 （DC：直流接触放电 AD：空气放电）

电容器静电容量与ESD耐性的关系

测试对象电容器的静电容量对电容器两端产生的电压有影响。

测试对象电容器的静电容量（Cx）和两端产生的电压（Vx）有如下关系：

电源电压（Vd）及充电用电容器的静电容量（Cd）恒定时，测试对象电容器的静电容量（Cx）越大，测试对象电容器两端产生的电压（Vx）越小。

因此一般的测试对象电容器静电容量越大，ESD耐性就有变强的趋势。

实际上，如电介质的种类及厚度之类的设计上的差异，也会造成耐压性能不同，并非所有的都如上述趋势一样。

（参考数据）多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性

下文展示了多层陶瓷电容器（GCM系列）的ESD耐性参考数据。

图4：高介电常数型电容器的ESD测试结果（Vd=25kV时的测量范围）

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