CNS 14676-2-2002 Electromagnetic compatibility (EMC) - Testing and measurement techniques - Part 2 Electrostatic discharge immunity test《电磁兼容－测试与量测技术－第2部：静电放电免疫力测试》.pdf

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1、1 印行年月94年10月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 電磁相容測試與量測技術第 2部：靜電放電免疫力測試 ICS 33.100.20 14676-2 C6424-2 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91年9月23日 年 月 日 Electromagnetic compatibility (EMC) - Testing and measurement techniques - Part 2 : Electrostatic discharge immunity test 目錄 1. 適用範圍2 2. 引用標準2 3. 概述2 4. 用語釋義3 5

2、. 測試位準4 6. 測試產生器4 7. 測試的安排配置6 8. 測試程序9 9.測試結果的評估13 10.測試報告13 圖115 圖216 圖317 圖418 圖519 圖620 圖721 圖821 圖922 圖A.126 圖B.128 圖B.229 圖B.330 圖B.431 圖B.531 圖B.632 圖B.732 附錄A23 附錄B27 (共32頁) 2 CNS 14676-2 , C 6424-21. 適用範圍：本標準規定電機、電子設備，直接和間接操作的靜電放電免疫力要求和測試方法，並訂定在不同環境和安裝條件的測試位準，及建立測試的程序。 本標準的目的為建立共同和可重複的原則，以做為

3、電機、電子設備在遭受到靜電放電時之功能評估，此外也包括人員對重要設備鄰近物體可能發生的靜電放電。 本標準定義下列事項： 放電電流的典型波形； 測試位準的範圍； 測試設備； 測試配置； 測試程序。 本標準規定在“實驗室”中測試的規格和“安裝後測試”即在設備裝配完成後測試的規格。 備考：本標準主要目的是對所有相關產品訂定一般原則，並不規定對特別的儀器或系統應用的測試方法。 (本標準並不規定特別的儀器或系統應用的測試方法，其主要目的是對所有相關產品訂定一般原則，標準委員會（或設備的製造商和使用者）仍有責任對於他們的設備所必須施加的測試及其嚴酷度位準，做出適當的選擇。 ) 為了不防礙協調和標準化的工作

4、，標準委員會或製造商和使用者考慮（在他們未來的工作或者是舊標準的改版時）採用本標準中所規定的相關耐受測試。 2. 引用標準 CNS 14299 電磁相容性詞彙【 IEC 60050(161)】 CNS 3622 環境試驗法 (電氣、電子 )通則【 IEC 60068-1】 3. 概述：本標準敘述設備、系統、次系統及週邊因為環境和安裝條件之故，所可能涉及的靜電放電，如：低相對溼度、低導電度地毯（人造纖維製）或尼龍衣物之使用等，這些條件在電機、電子設備相關的標準中有所分類（更詳細的資料參照附錄 A）。 在本標準中所規定的測試，是為在第 1 節中提到的所有電機、電子設備在性能定性評量上，一般測試使用

5、說明的第一步。 備考：由技術的觀點來看，精確的名詞應為“靜態的電性放電”但因“靜電放電”已普遍使用在技術領域和文獻，故所以在本標準的標題中決定保留靜電放 3 CNS 14676-2 , C 6424-2 電的名詞，並簡稱為 ESD。 4. 用語釋義：為了本標準的目的，下列定義和名詞是可適用於靜電放電範圍。 4.1 劣化 (性能的 )(degradation (of performance)：任何裝置、設備或系統在操作性能上與其預期的性能發生非必要的偏離。 CNS14299 編號 161-01-10 備考：劣化一詞可適用於暫時或永久的失效。 4.2 電磁相容（ electromagnetic c

6、ompatibility( EMC)）：設備或系統在其電磁環境中運作滿意且不對該環境中的任何東西引入不可忍受的電磁擾動的能力。CNS14299 編號 161-01-07 4.3 抗靜電物質 (antistatic material)：一物質與相同的或其它類似的物質相互摩擦或相互分離時，具有減少電荷產生的特性。 4.4 儲能電容 (energy storage capacitor)： ESD 產生器的電容，代表人體充電到測試電壓值時之容量，可由獨立的元件或分佈式電容所提供。 4.5ESD：靜電放電，為 Electrostatic discharge 之縮寫（參照第 4.10 節）。 4.6EUT

7、：待測設備，為 Equipment under test 之縮寫。 4.7 接地參考平面 (ground reference plane(GRP)：一平坦的導體表面以作為共同的參考接地電位。 CNS14299 編號 161-04-36 4.8 耦合平面 (coupling plane)：一金屬板或面，放電施加在其上，用以模擬靜電放電到與待測設備相鄰近的物體上。 HCP：水平耦合面，為 Horizontal Coupling Plane 之縮寫。 VCP：垂直耦合面，為 Vertical Coupling Plane 之縮寫。 4.9 保持時間 (holding time)：在放電之前，由於洩漏

8、而導致測試電壓減少不超過 10的時間。 4.10 靜電放電 (electrostatic discharge（ ESD） )：在靜電電位不同的帶電體之間，因相互接近或由直接接觸而產生電荷轉移。 CNS14299 編號 161-01-22 4.11 免疫力（對某一個擾動而言） (Immunity (to a disturbance)：裝置、設備或系統在一電磁干擾存在下，操作性能不會劣化的能力。 CNS14299 編號 161-01-20 4.12 接觸放電方法 (contact discharge method)：測試產生器的電極直接接觸待測設備，由產生器中的放電開關啟動放電的測試方法。 4.1

9、3 空氣放電方法 (air discharge method)：測試產生器充電後的電極逐漸靠近待測設備，使得與待測設備間產生火花放電的測試方法。 4 CNS 14676-2 , C 6424-24.14 直接施加 (direct application)：直接對待測設備施加放電的方法。 4.15 間接施加 (indirect application)：對待測設備鄰近的耦合平面施加放電的方法，以模擬人體放電至鄰近待測設備的物體上。 5. 測試位準 對 ESD 測試的測試嚴酷度範圍如表 1 所示。 測試必須滿足在表 1 中的較低嚴酷度要求。 關於對人體充電電壓位準可能影響的各參數，詳細說明是在附錄

10、 A 之第 A.2 節中規定，在第 A.4 節中也包括關於各環境（安裝）測試等級的應用範例。 接觸放電是較被優先採用的測試方法，空氣放電必須是接觸放電不能使用時才使用，對每一種測試方法的電壓如表 1 中所示，依不同的測試方法而 有不同的電壓，此並不意味這些測試方法的測試嚴酷度是相同的。 在附錄 A 第 A.3、 A.4 及 A.5 節中有更詳細的資料。 表 1 測試位準 1a-接觸放電 1b- 空氣放電 嚴酷度 位準 測試電壓 kV 嚴酷度 位準 測試電壓 kV 1 2 3 4 X(1)2 4 6 8 特定值 1 2 3 4 X(1)2 4 8 15 特定值 註(1)：“ X”表一開放值，此值

11、依特定設備要求由買賣雙方協定，如果比上述所顯示的電壓高，則可能需要特別的測試設備。 6. 測試產生器 (ESD)：測試產生器包含的主要元件如下： 充電電阻 Rc； 儲能電容 Cs； 分佈電容 Cd； 放電電阻 Rd； 電壓指示器； 放電開關； 5 CNS 14676-2 , C 6424-2 放電電極的可更換尖端頭 (參照圖 4)； 放電回路電纜； 電源供應器。 ESD 產生器的簡圖如圖 1 所示，詳細的結構在此並不加敘述。 產生器必須符合第 6.1 和 6.2 節中的規定。 6.1 ESD 產生器的特性與性能 儲能電容（ Cs Cd）： 150pF10。 放電電阻（ Rd）： 330 10。

12、 充電電阻（ Rc）： 50M 100M。 輸出電壓 (1)： 接觸放電可達 8kV(標稱值 )； 空氣放電可達 15kV(標稱值 ) 輸出電壓指示的容許差： 5。 輸出電壓極性： 正和負極性（可切換）。 保持時間： 至少 5 秒。 放電操作模式 (2)： 單擊放電（相繼放電的間隔時間至少 1 秒）。 放電電流波形： 依第 6.2 節規定。 註 (1)：輸出電壓為在儲能電容處所測的開路電壓。 (2)：以探查為測試目的的放電操作模式中，產生器必須能產生一每秒至少 20次重覆率的放電。 不管是在連續或脈衝型式，測試產生器必須避免不屬於測試目的的輻射或傳導發射，以免因寄生效應而干擾待測設備或週邊測試

13、設備。儲能電容，放電電阻和放電開關應儘可能接近放電電極。放電尖端頭的尺寸如圖 4 所示。 對於空氣放電測試方法而言是使用相同的產生器，但放電開關必須關上，測試產生器必須裝配上圓端的頭如圖 4 所示。測試產生器的放電回路電纜一般為 2m長，其結構必須使產生器符合波形規格，其應有足夠的絕緣能力，以避免放電電流在 ESD 測試中，除了流經它的端點外還流到測試人員或非要的導體表面上。 如果 2m 長的放電回路電纜不足以進行測試（如待測設備過高），則可使用不超過 3m 長的電纜，但必須確認能符合波形規格要求。 6.2 ESD 產生器特性的驗證：為了比較不同試驗產生器所測得的結果，在測試中可 6 CNS

14、14676-2 , C 6424-2使用放電回路電纜來驗證表 2 所要求的特性。 表 2 波形參數 嚴 酷 度 位 準 顯示電壓kV 放電的第一個 峰值電流 10A 偕同放電開關的上升時間 tr ns 在 30n時之 s電流 （ 30）A 在 60ns 時之電流 （ 30） A 1 2 3 4 2 4 6 8 7.5 15 22.5 30 0.7 至 1 0.7 至 1 0.7 至 1 0.7 至 1 4 8 12 16 2 4 6 8 在驗證的程序中， ESD 產生器的輸出電流波形必須符合圖 3 之規定。 放電電流的特性值必須以具備 1000MHz 頻寬的測量儀器來驗證。 若用較低的頻寬，則

15、上升時間和第一個電流峰值振幅測量會受到限制。 在驗證時，放電電極的尖端必須直接接觸電流感測轉換器，測試產生器並在接觸放電模式下操作。 典型的 ESD 產生器特性的驗證配置如圖 2 中所示，頻寬的要求必須超過 1GHz。 電流感測轉換器的詳細設計結構規定於附錄 B 中。 若實驗室使用不同於圖 2 中尺寸大小的法拉第籠 (Faraday Cage)做為配置，也是被允許的，法拉第籠也可和目標平面分開，但在這兩個例子中，感測器和 ESD產生器的接地端點的距離，與放電回路電纜的配置一樣必須相隔 1m 。 ESD 產生器必須依照所認證的品質保證系統的規定，定期做校正。 7. 測試的安排配置 測試配置包括測

16、試產生器、待測設備以及對待測設備執行直接和間接放電方法的必須輔助儀器，方法如下： 對導體表面和耦合平面實施接觸放電； 對絕緣表面實施空氣放電。 測試可區分為兩種不同的測試型式： 在實驗室中執行型式測試 (符合性測試 )； 在最後裝設完成的環境下執行安裝後測試。 7 CNS 14676-2 , C 6424-2 在實驗室執行的型式驗證是較優先採用的測試方法，待測設備必須依照製造商的使用手冊中裝設說明來配置。 7.1 在實驗室中執行的測試配置 在第 8.1 節所規定之環境參考條件下，下列要求適用於在實驗室執行測試。 實驗室的地板必須有銅或鋁製的金屬接地參考平面，其厚度至少為 0.25mm，其它的金

17、屬材質也可以使用，但其厚度至少必須為 0.65mm。 參考平面的大小至少為 1m2，適當的尺寸是依待測試設備大小而定，其每一邊應突出待測設備或耦合面至少 0.5m，且連接到接地保護系統，並須符合一般的安全規定。 待測設備必須依照其功能要求來安排和連接，在待測設備和實驗室的牆面，及任何其它金屬結構之間的距離至少要 1m，待測設備必須依照其裝設規定連接到接地系統，不應再有其他的接地，電源和電纜線的位置，必須能代表實際裝設的位置配置。 ESD 產生器的放電回路電纜，必須連接到接地參考平面，此電纜總長度一般為2m。 如果長度超過所選擇的放電點的長度，則超過的部分儘可能放在接地平面的非導電物體上，但與其

18、它測試配置的導電物體至少要有 0.2m 的距離。 接地電纜到接地參考平面的連接和所接合之處，皆必須是低阻抗，例如在高頻時可應用鉗夾裝置。 若使用耦合平面做為間接操作放電時，其使用材質和厚度必須和接地參考平面相同，且由一端均接有 470k之電纜線連接到接地參考平面，這些電阻必須能承受放電電壓，且具有絕緣性，以避免當電纜放在接地參考平面時，與接地參考平面造成短路。 對不同型式之設備的額外規定如下。 7.1.1 桌上型設備 測試配置必須包括 0.8m 高的木桌，置於接地參考平面上， 1.6m0.8m 的水平耦合平面置於桌上，待測設備和電纜以 0.5mm 厚的絕緣墊與耦合平面隔離。 如果待測設備太大，

19、使得其四個邊離水平耦合平面小於 0.1m，在最短的一邊距離 0.3m 處必須使用外加的水平耦合平面，桌子必須加大或用兩張桌子，水平耦合平面除了經由電阻性電纜連到接地參考平面外，不可搭接在一起。 與待測設備相關的任何裝設腳架必須維持其原位，桌上型設備測試配置的範例如圖 5 所示。 8 CNS 14676-2 , C 6424-27.1.2 落地型設備 待測設備和電纜以 0.1m 厚的絕緣支架與接地參考平面隔離，對落地型設備測試配置的範例如圖 6 所示，與待測設備相關的任何裝設腳架必須維持其原位。 7.1.3 對沒有接地 (unground)設備的測試方法 在本節中所敘述的測試方法，是適用於設備或

20、設備的一部分，其裝設規格或設計是不可連接到任何接地系統，設備或其組件包括可攜式、電池操作和雙重絕緣設備 (第二類設備 )。 理由：沒有接地的設備或設備沒有接地的部分，無法像第一類電源供應設備本身能夠放電，如果電荷在下一個 ESD 脈衝加上之前無法移去，則待測設備或其組件可能遭受到的應力可能會高達所要測試電壓的兩倍，因此雙層絕緣設備可能被充電在一個不合實際的高電荷，在第二類絕緣的電容上經由數次 ESD 放電累積，然後在絕緣崩潰電壓點以高出許多的能量進行放電。 一般測試配置必須和在第 7.1.1 和 7.1.2 節所描述的相同。 為了模擬單一 ESD 事件 (經由空氣或接觸放電 )，在每次實施前必

21、須將待測設備上的電荷移去。在 ESD 脈衝實施的金屬點或金屬部分，例如接頭的外殼、電池充電點、金屬天線，在每次 ESD 測試脈衝前必須將電荷移除。 在 ESD 測試上，當有一個或數個可觸及的金屬部分，在 ESD 實施時電荷必須先從這些點移除。在產品上的這點和其他的可觸及的點之間，不保證能有固定的電阻。 必須使用具有 470k 的分洩電阻器的電纜，類似使用在水平和垂直耦合平面參照第 7.1 節之規定。 在 EUT 和 HCP(桌上型 )之間以及 EUT 和 GRP(落地型 ) 間的電容性，是由 EUT的大小決定，在 ESD 測試期間，若功能允許時，可以保留具有分洩電阻器電纜的設置。在放電電纜中，

22、一個電阻必須儘量靠近待測設備測試點連接，最好小於20mm 的距離，第二個電阻對於桌上型設備而言，必須靠近電纜附著於 HCP 的一端連接之 (參照圖 8)；或對落地型的設備而言，必須靠近電纜附著於 GRP 的一端連接之 (參照圖 9)。 具有分洩電阻器之電纜的存在，會影響一些設備的測試結果，如果有爭議時，在ESD 脈衝測試期間，如果電荷在相繼放電之間有足夠的衰減，則電纜不連接時的測試比連接時要優先考慮。 替換方法有下列的選擇可以被使用： 在連續放電間的時間間隔，必須被延長到容許從待測設 備的電荷自然衰減， 9 CNS 14676-2 , C 6424-2 所必須的時間； 在接地電纜中有碳纖維刷的

23、分洩電阻器 (例如 2 470k)； 使用空氣離子器以加速待測設備在其環境的自然放電過程。 當在做空氣放電測試時離子器必須關閉。 任何一種替換方法的使用，必須在測試報告中紀錄。 備考：關於電荷衰減如果有爭議時，在待測設備的電荷，可由非接觸式電場測表監測電荷，當電荷已經衰減到最初大小的 10%以下時，待測設備是被視為已放電。 ESD 產生器的尖端必須和待測設備的表面垂直。 7.1.3.1 桌上型設備 對桌上型設備而言，待測試備是放在水平耦合平面上的絕緣墊上 (0.5mm厚 )，如在第 6.1.1 節中及圖 5 之規定。 當在待測設備上可觸及的金屬部分是要做 ESD 脈衝測試，這部分必須經由具備分

24、洩電阻器的電纜連接到 HCP 上，參照圖 8。 7.1.3.2 落地式的設備 沒有任何金屬連接到接地參考平面的落地式設備，必須以類似第 6.1.2 節及圖 6 中的裝設，在要做 ESD 脈衝的可接觸金屬部分和接地參考平面 (GRP)之間必須使用具有分洩電阻器的電纜，參照圖 9。 7.2 安裝後測試的測試配置 這些測試是可選擇的，僅應用在製造商和顧客間的協議而非作為強制性驗證測試，其必須考慮其他並放的設備，所受到的影響可能無法接受。 系統或設備必須在其裝設最終完成的環境下測試，為了方便放電回路電纜的連接，在距待測設備 0.1m 距離的安裝地板上，必須放一接地參考平面，此平面必須是銅或鋁且厚度至少

25、有 0.25mm。其它金屬材質也可以使用，但厚度至少要有0.65mm。在安裝許可條件下，此金屬面尺寸約為 0.3m 寬、 2m 長。 接地參考平面必須連接至保護接地系統，如果不可能，則必須連接到待測設備可接到的接地端點。 ESD 產生器的放電回路電纜，必須在接近待測設備的點連接到接地參考平面，若待測設備是安裝在一金屬桌上，則此桌子必須用具有 470k電阻的電纜，在每邊皆連接到接地參考平面，以避免有電荷的累增。 安裝後測試的配置範例如圖 7 所示。 8. 測試程序 10 CNS 14676-2 , C 6424-28.1 實驗室參考條件 為了減低環境參數對測試結果的影響，測試必須在第 7.1.1

26、.節和第 7.1.2.節所規定的電磁和氣候環境的參考條件下進行。 8.1.1 氣候條件 在空氣放電測試的情況下，氣候條件必須在下列的範圍中： 環境溫度： 15到 35 相對濕度： 30到 60 大氣壓力： 86kPa（ 860mbar）到 106kPa（ 1060mbar） 備考：其它的值則是依產品規格中的規定。 待測設備必須在其所要使用的氣候條件內操作。 8.1.2 電磁條件 實驗室的電磁環境必須不能影響測試結果。 8.2 待測設備的操作 測試程式和軟體的選擇，必須能執行待測設備所有的一般模式。本標準並鼓勵使用特別的執行軟體，但其必須能使待測設備有廣泛的執行功能。對符合性的測試而言，待測設備

27、必須在最敏感的模式下連續操作，最敏感模式是由預先測試中決定，如果需要監視設備，必須加以去耦合，以降低錯誤顯示的可能。 8.3.測試的執行 測試必須依照測試計畫，以直接和間接的放電方法施加到待測設備上，包括有： 待測設備的代表性的操作條件； 待測設備是以桌上型或落地型方式測試； 所要施加的放電點； 在每個直接接觸或空氣放電所要施加的測試點； 所要施加的測試嚴酷度位準； 符合測試時，每一點的放電次數； 是否也需要於安裝後施加測試。 在建立測試計劃的某些方面，可能必須執行一些研究性質的測試。 8.3.1 直接對待測設備施加放電 除非在一般產品相關的或產品的家族標準中有說明，則靜電放電僅須對在正 11

28、 CNS 14676-2 , C 6424-2 常使用下，人員可接觸到 EUT 的表面和點施加。 下列各排除條款適用 (也就是放電不適用於這些項目 )： (a) 只有在維修時才會接觸到那些點和表面。在這情形下，伴隨的文件中必須給定特別 ESD 減弱防護程序。 (b) 只有在使用者修理或更換時才會接觸到那些點和表面。這些很少接觸點的例子如下，更換電池時電池接觸點、電話答錄機中的卡匣等。 (c) 在固定裝設或依照手冊使用後不會再接觸到設備的那些點和表面，例如設備的底部或靠牆的面，或安裝連接器後面的區域。 (d) 同軸的接觸點和具有金屬的連接器外殼、多腳的連接器。在這情況下，接觸放電僅需應用在連接器

29、的金屬外殼上。 在非導電性 (例如塑膠 )連接器內的可觸及之點，僅須做空氣放電測試，此測試必須使用 ESD 產生器上圓狀端手指實施。 一般而言必須考慮下列 6 種情形： 狀況 連接器外殼 包覆材質 空中放電至 接觸放電至 1 金屬 無 - 外殼 2 金屬 絕緣 包覆 可觸及的外殼3 金屬 金屬 - 外殼與包覆 4 絕緣 無 a - 5 絕緣 絕緣 包覆 - 6 絕緣 金屬 - 包覆 備考:如果一個包覆是使用在提供連接器腳位的屏蔽，ESD警告標籤必須放在蓋子或靠近所使用蓋子連接器的設備上。 a表示如果產品(家族)標準需要對絕緣連接器的個別腳位測試，則必須使用空氣放電。 (e)連接器的一些可觸及點

30、或其他可觸及的部分，其因為功能的理由，對 ESD很敏感且已提供一個 ESD 警告標籤，例如由測量、接收或其他通訊功能的RF 輸入端。 理由：許多連接器埠是設計用來處理高頻資訊，包括類比或數位任何一種，因此無法提供充分的過電壓保護裝置。在類比信號下，帶通濾波器可以是一個解決方法。過電壓保護二極體，在待測設備設計要操作的頻率上，會有太多的雜散電容而無法使用。 在所有先前的情況，建議在伴隨的文件中訂定特別的 ESD 降低程序。 12 CNS 14676-2 , C 6424-2測試電壓必須由最小逐漸增加到所選定的嚴酷度位準，以便知道測試失敗的臨界值（參照第 5 節），最終嚴酷度位準不可超過產品規格的

31、值，以避免設備的損壞。 測試必須以單擊放電來執行，對預先所選定的點，實施至少 10 次的單擊放電（在最敏感的極性），相鄰單擊放電的時間間隔建議為 1 秒，若要確定系統的錯誤是否發生，可用較長的時間間隔。 備考：放電點的選擇，可用以每秒 20 次重覆率（或更多）的實驗來選擇。 ESD 產生器在做放電測試時，必須握著和放電表面垂直，如此可加強測試結果的可重複性，在執行放電測試時，產生器的放電回路電纜，必須和待測設備保持至少 0.2m 的距離 放電電極的頭端必須先接觸到待測設備。在導電底層上覆有油漆表面的情況下，則必須採取下列步驟： 如果設備製造商沒有標示其塗裝是做為絕緣包覆之目的，則產生器的尖端必

32、須穿透包覆層接觸到導電底層。若製造商有標示其塗裝包覆是做為絕緣之用，則僅能使用空氣放電測試，在此表面不須做接觸放電測試。 對於空氣放電的情況，放電電極的圓形放電端，必須儘快接近（不會造成機械的損壞）以接觸待測設備。在每次放電後， ESD 產生器（放電電極）必須自待測設備上移開，然後產生器再觸發一個新的單擊放電，此程序必須重覆直到放電測試完成，在空氣放電測試中，做為接觸放電使用時的放電開關在接近待測設備之前必須關閉。 8.3.2 對於待測設備的間接放電法 對放置或裝設靠近待測設備物體的放電，必須由 ESD 產生器，對一耦合平面以接觸放電模式加以模擬，除了在第 8.3.1.節中所說明的測試程序，也

33、必須符合在第 8.3.2.1 節 .和第 8.3.2.2.節中的規定。 8.3.2.1 在待測設備下面的水平耦合面 對 HCP 的放電，必須在 HCP 的邊緣水平地實施。 相對待測設備的每一單元的中心點，必須在每一個 HCP 的前緣實施至少10 次的單擊放電，且距待測設備前緣 0.1m，在放電期間放電電極的長軸必須在 HCP 的平面上且和其前緣垂直。 放電電極必須接觸 HCP 的邊緣 (參照圖 5)。 另外必須考慮將待測設備所有的一邊都逐一曝露於此測試。 8.3.2.2 垂直耦合面測試 13 CNS 14676-2 , C 6424-2 在待測設備的每一邊的點，如圖 5 和圖 6 所示，對垂直

34、邊緣之耦合平面的中心位置至少執行 10 次單擊放電（以最敏感的極性），此耦合面的大小為 0.5m0.5m，離待測設備 0.1m 的距離平行放置。 對於耦合面的放電操作，要測試足夠的不同位置，以使得待測設備的四個面能完全被照射到。 9. 測試結果的評估 測試結果必須依待測設備的功能喪失或劣化來分類，可參考由製造商或測試者要求訂定性能的位準，或由製造商和產品的採購者協商，建議的分類是如下。 (a) 在製造商、測試要求者或採購者所定的規格要求內性能正常； (b) 功能暫時喪失或劣化在干擾停止後也停止，而且不需要操作者處理即可自行恢復正常功能； (c) 功能暫時喪失或性能劣化，需要操作人員處理或系統重

35、新設定方能恢復； (d) 功能的喪失或性能劣化，是因硬體或軟體的損壞或是因資料流失，以致無法恢復； 製造商的規格可對待測設備可以被忽略和可接受的影響予以定義。 由訂定一般產品和產品家族標準的委員會或製造商和採購者之間協調性能標準，此分類可做為判定性能準則的一個指引 (例如沒有適合的一般、產品、產品家族標準存在 )。 10. 測試報告 測試報告必須包含可複製此測試所有必須的資訊，特別必須紀錄下列項目 在本標準的第 8 節所要求的測試計劃中所規定的項目； 待測設備和任何相關設備的識別，例如廠牌、產品型號、序號； 測試設備的識別，例如廠牌、產品型號、序號； 在測試執行時任何特別的環境條件，例如屏蔽室

36、； 能夠執行測試的任何必須的特定條件； 由製造商、測試要求者或採購者所訂定的性能位準； 在一般、產品或產品家族標準中規定的性能要求； 在測試干擾施加的時後所觀察到在待測設備上任何的效應和這些效應存在的持續時間； 符合 /不符合決定的理由 (基於在一般、產品或產品家族標準中所規定的性能判 14 CNS 14676-2 , C 6424-2斷標準或由製造商和採購者之間協調 )； 任何用以達到符合目的所採用的特定條件，例如電纜長度或型式、屏蔽或接地或待測設備操作條件。 15 CNS 14676-2 , C 6424-2 圖 1 ESD 產生器簡圖 備考：在圖中省略 Cd標示，其為一分佈電容，存在於產

37、生器和待測設備，接地參考平面和耦合平面之間，因為電容是分配在整個產生器故不可能顯示在電路圖上。 16 CNS 14676-2 , C 6424-2圖 2 ESD 產生器性能驗證配置範例 17 CNS 14676-2 , C 6424-2 圖 3 ESD 產生器輸出電流的典型波形 值如表 2 所非。 18 CNS 14676-2 , C 6424-2圖 4 ESD 產生器的放電電極 尺度： mm 備考：放電開關（例如真空繼電器）必須裝在儘量靠近放電電極的端點。 19 CNS 14676-2 , C 6424-2 圖 5 桌上型設備在實驗室測試的配置範例 20 CNS 14676-2 , C 64

38、24-2圖 6 落地型設備在實驗室測試的配置範例 電源供應器 21 CNS 14676-2 , C 6424-2 圖 7 落地型設備在安裝後測試的配置範例 圖 8 落地型設備在安裝後測試的配置範例 22 CNS 14676-2 , C 6424-2圖 9 落地型設備在安裝後測試的配置範例 23 CNS 14676-2 , C 6424-2 附錄 A A.1 概述 保護設備避免靜電放電的問題，對於製造商和使用者已是變得很重要，由於微電子元件的大量使用，突顯出此種問題各方面釐清的重要性，以及尋求解決之道，以加強產品或系統可靠度，在無法控制的環境和大範圍的工廠中設備的廣泛使用，靜電的累積和隨之而來的

39、放電問題變得更為有關係。 當人員對設備附近的物體產生放電時，該設備也會蒙受到此電磁能量。此外，放電也會發生在兩金屬物體之間，例如椅子和桌子之間 (鄰近設備 )。但是因為截至目前為止，可獲得的經驗有限，本標準中所描述的測試，只視為適合於模擬現今的各種現象。這方面會再進行研究，其結果可能導致本標準的修正或改善。 由於操作人員放電的之影響，可能造成單純之設備發生故障或電子元件的損壞，主要的影響是因放電電流的參數（上升時間，持續時間等）所造成的。 因為對此問題的認知，以及迫切需求具備一套能協助預防靜電放電在設備上產生非必要放電的方法，啟發了本標準中所述測試程序的發展。 A.2 環境條件對電荷位準的影響

40、 靜電荷在人造纖維產品且乾燥的空氣兩個條件同時存在下特別容易產生。在充電的過程中存在有許多可能的變化。一個常見的情況是當操作人員走過地毯時，每一腳步中其身體對纖維會產生電荷增減之變化。操作人員的衣服和椅子的摩擦，也會產生電荷的交換，操作人員的身體可能直接或經由靜電感應充電，在後者的情況中除非操作者是能適當的接地至導電地毯，否則導電地毯將沒有保護效果。 圖 A.1 所示是不同纖維依據大氣中的相對濕度所可能充電的電壓值。 依據人造纖維的型式和環境相對濕度的不同，設備可能直接蒙受到高達數 kV 電壓值的放電作用。 A.3 環境位準對空氣和接觸放電的關係 對於一個可測得的計量而言，在使用環境中所發現的

41、靜電壓位準，被拿來做為免疫力的需求，但是靜電能量轉換，顯示是放電電流的函數，而非放電前的靜電電壓。再者，目前發現在較高位準範圍的放電前電壓，其典 型的放電電流比例較小。 放電前電壓和放電電流兩者的關係，不成正比例的可能原因是 高壓電荷的放電，一般須經由一長的電弧路徑才能發生，這將造成上升時間 （ rise time）增加，因而使得放電電流的較高頻成分，小於放 電前電壓所應有的比例。 24 CNS 14676-2 , C 6424-2高充電電壓位準較可能跨在小電容上形成，假設對一典型之電荷產生事件而言，電荷總量為常數。相反地，在大電容上的高充電電壓，需要多次連續充電，此情況較不容易發生，意味著在

42、使用環境下，發現較高充電電壓間之充電能量傾向於成為一固定值。 由以上可知，對在使用者的環境中，耐靜電要求需要以放電電流大小來定義。 能了解這項觀念，則測試器的設計是容易的，測試器充電電壓和放電阻抗之間做權衡選擇，則可獲得所需的放電電流大小。 A.4 測試位準的選擇 測試位準的選擇是依照最實際的安裝及環境的狀態，表 A.1 中列出其選擇原則。 表 A.1 測試嚴酷度的選擇原則 等級 相對濕度低於 % 抗靜電材質 人造纖維 材質 最大電壓 kV 1 2 3 4 35 10 50 10 X X X X 2 3 8 15 建議之安裝及環境分級與對應的相關測試位準如第 5 節所示。 對某些物質而言，例如

43、木質材料、混凝土和陶瓷， 其可能的位準是不大於特級 2。 備考：考慮對一特殊環境，選擇適當的測試位準是重要的，以便了解 ESD 影響的臨界參數。 最重要的參數可能是放電電流的改變率，經由各種的充電電壓、峰值放電電流和上升時間等參數組合而成。 例如：對 15kV 的人造纖維材質環境而言，所需求的 ESD 應力，使用本標準中定義的 ESD 產生器接觸放電方式進行等級 4 的 8kV/30A 測試已經綽綽有餘，但是，在非常乾燥的環境中，人造纖維材質會產生比15kV 高的電壓。若對具有絕緣的設備表面進行測試，可使用電壓高達 15kV 的空氣放電方法。 A.5 測試點的選擇 一般可能考慮的測試點，包括下

44、列的位置： 在與接地電性隔離之箱櫃的金屬部分的點； 在控制或鍵盤區域中的任何點，以及人機通訊的其 他任何點，例如開關、旋鈕、 25 CNS 14676-2 , C 6424-2 按鈕和其它操作人員可觸及到的地方； 指示器、 LED、溝漕、格子、接頭蓋等等。 A.6 接觸放電法使用的技術理論 一般而言，上述測試方法（空氣放電）的可再現性是受到一些因素影響，例如：放電尖端接近的速度，濕度和測試設備的結構之影響，而導致放電電流脈衝上升時間大小的變化。 在上述 ESD 測試器的設計中，是以對充電電容經由放電尖端到待測設備間的放電來模擬 ESD 效應。 放電尖端在待測設備的表面形成一火花間隙，此火花是一

45、個非常複雜的物理現象，其移動火花間隙所造成的放電電流上升時間（或上升斜率），會隨著接近速度的改變而由小於 1ns 到大於 20ns 間變化。 保持固定的接近速度，並不會使上升時間固定，對某些電壓 /速度組合而言，上升時間仍然會以 30 為限之因數變動。 使用一機械式固定的火花間隙，是穩定上升時間的方法之一，用此方法雖然上升時間是穩定的，但並不建議使用，因為其模擬的上升時間比真實事件的上升時間慢太多。 實際 ESD 事件的高頻部分是不適用此方法模擬，使用不同型式的觸發裝置（如充氣管、閘流管）取代開放火花是另一個可行的方法，但這些種類的觸發裝置所產生的上升時間比實際的 ESD 效應上升時間慢太多。

46、 繼電器是目前所知能夠產生可重複和快速的放電電流的觸發裝置，繼電器必須有足夠的電壓能力及單一接觸點（以避免在上升時間兩次放電），對較高電壓可使用真空繼電器，經驗顯示繼電器做為觸發裝置，不僅在上升部分所測量到的放電脈衝波形是較有可重複性，且和實際待測設備的測試結果而言，是有較佳的可複製性，因此繼電器驅動的脈衝測試器，是可產生如第 A.3 節規定的實際 ESD 電壓相關電流脈衝的裝置（大小和上升時間）。 A7 ESD 產生器的元件選擇 一般選用 150pF 的儲能電容用以代表人體存在的電容，另外必須選擇 330電阻，代表操作人員握住如鑰匙或工具等金屬物品時的電阻，此金屬放電狀態是足夠代表所有在此範圍內的人體放電。 26 CNS 14676-2 , C 6424-2圖 A.1 靜電電壓對操作者可能充電在和第 A.2 節中所提到的物質接觸後其最大值 27 CNS 14676-2 , C 6424-2 附錄 B B.1 電流感測轉換器：可能的電流感測轉換器的詳細結構如附錄 B 之附圖。依照下列的順序加以組合 (1) 焊接 25 個負載電阻“ 7”（ 51， 5， 0.25W）在“ 3”的輸出側圓盤上，且將焊接端削平。 (2) 焊接 5 個匹配電阻“ 8”（ 240， 5， 0.25W）以五角形方式置於