智能手机的ESD测试

　　由于ESD故障会造成手机工作异常，死机，甚至损坏并引发其他的安全问题，所以工信部强行要求手机产品在上市销售前的入网测试中，必须进行ESD及其他浪涌电流测试。

　　ESD标准文件

　　我国现用的静电放电抗扰度试验标准GB/T17626.2 等同于1995年的IEC 61000-4-2标准，自1999年12月1日实施以来，多次修改和完善。在IEC 61000-4-2标准中，规定了具体的测试模型，测试环境，测试设备，测试平台及判定标准。

　　另外比较常见的还有JESD22-A114-B（美国电子工业联合会标准，人体模型条件下电子元件的静电放电敏感度试验），以及ESDSTM5.1：美国静电放电协会标准，人体模型条件下电子元件的静电放电敏感度试验）。

　　测试模型与环境

　　对于手机ESD测试而言，以人体模型（HBM）为主。人体上的静电电压通常会达到8-10kV，在干燥环境，化纤衣服时，甚至高达12-15 kV。

　　人体放电模型有两种：接触放电（Contact Discharge，ESD模拟器的电极与手机保持接触，模拟器内部的放电开关激励放电）与空气放电（Air Discharge，ESD模拟器的放电电极靠近手机，由模拟器静电击穿空气，产生放电电流）。表1为标准中规定的人体放电等级表。

　　IEC 61000-4-2标准，为了尽可能使环境参数对试验结果产生影响，规定：

　　环境温度：15~35℃

　　相对湿度：30%~60%

　　大气压力：86~106kPa

　　测试仪器

　　ESD测试需要仪器如下

　　1. 静电放电发生器

　　静电放电发生器的主要规范如下：

　　储能电容：150pF±10%

　　放电电阻：330Ω±10%

　　充电电阻：50MΩ~100MΩ

　　输出电压：接触放电 8kV（标称值）

　　空气放电 15kV（标称值）

　　输出电压示值的容许偏差：±5%

　　静电放电发生器主要由直流电压发生器、充电电容、充电电阻、放电电阻、放电开关和放电头组成。直流高压源对150pF电容充电，电容向放电回路端瞬间充电，从而模拟静电放电过程。其等效电路图如图1所示

　　图1. 静电放电发生器等效电路图

　　2.标准规定的测试台

　　IEC 61000-4-2标准对试验台的配置有一定要求，架构图如图2所示

　　图2. 测试台架构图

　　标准中对试验台的具体配置要求如下：

　　1.一张放置在接地参考平面上的0.8m高的木桌

　　2.平放在桌面上的水平耦合板（HCP），面积为1.6m*0.8m

　　3.竖放在桌面上的垂直耦合板（VCP），面积为0.5m*0.5m

　　4.一个0.5 mm厚绝缘垫，将手机电缆与HCP隔离；接地参考平面应选择厚度不小于0.25mm的铜或铝合金薄板，其他参考平面的面积不得小于1㎡，且每边至少应伸出ECU或耦合板之外0.5m，并将它与电力系统大地相连

　　5.耦合板：应采用和接地参考平面相同的金属和厚度，而且经过每段分别设置470kΩ的电阻与接地参考平面相连

　　ESD测试步骤

　　手机的ESD测试步骤如下：

　　1.调整手机的工作模式：待机模式或者通话模式

　　2.选择静电枪的放电模式：接触放电和空气放电

　　3.放电频率：每点至少打10次，每次放电间隔时间为1s，每次放电后接地导走残留电荷

　　结果判定

　　1.空气放电

　　±5kV，±8 kV：待测手机无异常，功能正常则判定Pass，否则判定Fail

　　±15kV ：非永久性故障判定为Pass，否则判定Fail

　　2.接触放电

　　±3kV，±4 kV：待测手机无异常，功能正常则判定Pass，否则判定Fail

　　±8kV ：非永久性故障判定为Pass，否则判定Fail