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。

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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

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图1:HBM的ESD测试电路

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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。

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图3:HBM的ESD测试流程

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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:

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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。

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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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